Автор: Порывай Г.А.
Теги: строительство строительные материалы строительно-монтажные работы технология строительного производства эксплуатация зданий
ISBN: 5-274-00241-2
Год: 1190
Текст
Учебники для техникумов
Г. А. Порывай
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗДАНИЙ
Москва-Стройиздат
Г. А. Порывай
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗДАНИЙ
З-е издание,переработанное и дополненное*
Допущено Главным управлением кадров Мосгорисполкома в качестве учебника для жилищно-коммунальных и строительных техникумов
Москва Стройиздат 1990
ББК 38.683 П 60
УДК 69.059.1(075.32)
Рецензент — каид. техн, наук, доцент МИСИ им. В. В. Куйбышева О. В. Датюк.
Редактор — Р. X. Исеева
Порывай Г. А.
П 60 Техническая эксплуатация зданий: Учеб, для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Стррйиздат, 1990. — 368 с.: ил.
ISBN 5-274-00241-2
Описаны методы организации технической эксплуатации зданий. Рассмотрены основные физико-химические и технологические факторы, вызывающие износ, старение и разрушение материала конструкций, и способы защиты элементов зданий от коррозии. Даны рекомендации по наиболее рациональным методам организации технического обслуживания и ремонта жилых и общественных зданий. Изд. 2-е вышло в 1982 г.
Для учащихся жилищно-коммунальных и строительных техникумов, обучающихся по специальности «Техническая
эксплуатация здании».
3401020000—425
П --------------- 218—90
047(01)—90
ББК 38.683
ISBN 5-274-00241-2
© Стройиздат, 1974
© Г. А. Порывай, 1990 с изменениями
Введение
Коммунистическая партия и Советское государство неуклонно обеспечивают достижение главной цели общественного производства — наиболее полное удовлетворение материальных и духовных потребностей советских людей, улучшение их жилищных условий.
В буржуазном обществе жилищное строительство подчинено общим экономическим законам капитализма. Основное его назначение — извлечение дохода для предпринимателя. Это порождает непомерную дороговизну жилья и является дополнительным источником эксплуатации трудящихся.
Казармы, шалаши, землянки, каморки — такая терминология официально применялась в дореволюционной России для характеристики жилья рабочих. В основном эти помещения были перенаселены до предела. Например, для сравнения, в двухкомнатной квартире современной планировки площадью 32 м2, не считая подсобной площади, кухни, санузла, ванной, в царской России по тогдашним «нормам» проживало не менее 16 чел.
В 1913 г. в России численность населения составляла примерно 159 млн. чел. В коечно-каморочных комнатах только в Москве жили 327 тыс. чел., в подвалах — 125 тыс., в переполненных квартирах доходных жилых домов — 395 тыс. чел. Такое же положение с обеспечением жильем было во всех уголках царской России. Однако стоимость даже такого жилья была очень высока. Средняя заработная плата рабочего составляла около 15 руб. в месяц, а стоимость каморки — 5...6 руб. в месяц.
В трудах В. И. Ленина даны ответы на самые жгучие вопросы революционной теории и практики социалистического строительства, в том числе и по жилищной проблеме. В. И. Ленин в работе «Государство и революция»1, написанной накануне Великой Октябрьской социалистической революции, разработал основные направления жилищной политики Советского государства. В разделе «Жилищный вопрос» он указал, что новому содержанию деятельности государства в области жилищ должны соответствовать и новые формы управления жилищным хозяйством, положение о нормировании и распределении квартир, плата за пользование жилищем и другие вопросы.
10 ноября 1917 г. по указанию В. И. Ленина Народным Комиссариатом внутренних дел был издан декрет о первоочередном обеспечении жилищем трудящихся из семей фронтовиков. Согласно этому декрету низкооплачиваемые рабочие, служащие и семьи фронтовиков полностью освобождались от платы за квартиры, а домовладельцам запрещалось впредь повышать ее для квартиросъемщиков других категорий.
Напряженная обстановка первых послереволюционных дней и недель не ослабила внимания В. И. Ленина к вопросам, связанным с улучшением жилищных условий населения. Так, 12 ноября 1917 г. Советом Народных Комиссаров было принято подписанное Лениным постановление об изъятии пустующих помещений, пригодных для жилья, и передаче их для поселения нуждающихся граждан. 3 декабря 1917 г. В. И. Лениным написаны «Тезисы за
1 Ленин В. И, Поли. собр. соч. — Т. 33.—С. 57...59.
1*
3
кона о конфискации домов со сдаваемыми в наем квартирами» В соответствии с предложениями Ленина был разработан «Проект декрета о вселении семейств красноармейцев и безработных рабочих в квартиры буржуазии и о нормировке жилищных помещений», одобренный на заседании Петроградского Совета 1 марта 1918 г.*
В результате осуществления ленинских указаний в Москве около миллиона рабочих покинули ночлежки, подвалы, каморки и поселились в благоустроенных домах. Так Советская влась доказывала свою способность решительно бороться с таким социальным злом, как жилищный кризис.
В послереволюционный период развития жилищного хозяйства страны были допущены серьезные недостатки в распределении жилой площади, комплексности застройки жилых массивов, в обеспечении сохранности жилья, его техническом обслуживании н ремонте. Принимаемые в последнее время меры направлены на устранение недостатков в жилищном хозяйстве, значительное увеличение темпов жилищного строительства, справедливое распределение жилья, улучшение его эксплуатации.
В Конституции СССР (ст. 44) указывается, что право граждан на жилище обеспечивается развитием и охраной государственного и общественного жилищного фонда, содействием кооперативному и индивидуальному жилищному строительству, справедливым распределением под общественным контролем жилой площади, предоставляемой по мере осуществления программы строительства и благоустройства жилищ, а также невысокой платой за квартиры и коммунальные услуги. Несмотря на значительные затраты на эксплуатацию жилищ, а также строительство новых зданий, только !/4 часть этих расходов покрывается квартирной платой, остальные расходы финансируются из государственного бюджета. Это накладывает особую ответственность за экономное и целесообразное расходование средств, выделяемых на эксплуатацию зданий, и эффективное ведение жилищного хозяйства.
В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 8 апреля 1987 г. № 427 «О мерах по дальнейшему совершенствованию работы жилищно-коммунального хозяйства в стране» подчеркивается задача социальной важности — превращения жилищно-коммунального хозяйства в высокомеханизированную и надежно работающую отрасль народного хозяйства страны. Согласно этому постановлению Советам Министров союзных республик, министерствам и ведомствам поручено создать хозрасчетные подразделения по наладке, обслуживанию и ремонту технических средств, автоматики и телемеханики, а также подрядные организации для выполнения в городах и поселках городского типа работ по реконструкции и капитальному ремонту жилищного фонда.
XXVII съезд КПСС определил программу дальнейшего улучшения жилищных условий трудящихся. В двенадцатой пятилетке намечено увеличить ввод в действие жилых домов общей площадью около 600 млн. м1 2. Коренные изменения предусматриваются в программах строительства объектов социально-культурного назначения. Например, в соответствии со школьной реформой на
1 Ленин В. И. Поли. собр. соч. — Т. 35. — С. 108.
♦ Ленин В. И. Поли. собр. соч. — Т. 54. — С. 690.
4
мечено в 1,4 раза увеличить ввод в действие объектов народного образования. Предусматривается значительное увеличение строительства объектов здравоохранения, культуры и других сфер социального развития.
В решениях XXVII съезда КПСС указано обеспечить к 2000 г. каждую семью, отдельной квартирой или домом.
Решение жилищной проблемы, наряду с возрастающими темпами нового строительства жилых зданий, должно сопровождаться мероприятиями по обеспечению их сохранности.
Для технического обслуживания и ремонта элементов зданий и инженерных систем необходимо знать закономерности их износа и старения. Интенсивность указанных процессов определяется двумя группами факторов: 1) микростроением материалов конструкций — наличием в материале микродефектов, несовершенств структуры уже в начальный период эксплуатации и 2) развитием микро- и макродефектов под воздействием окружающей среды и нагрузок. Первая группа факторов обусловлена особенностями технологии производства изделий и монтажа зданий, вторая развивается при эксплуатации зданий.
Как известно, всякое здание используется для определенных целей, что связано с протеканием процессов, сопровождающихся статическими и динамическими нагрузками, выделением в окружающую среду агрессивных веществ и другими процессами, отрицательно сказывающимися на износе элементов здания. Изучение перечисленных факторов позволяет заранее предусмотреть меры защиты зданий от преждевременного износа.
Степень влияния атмосферной среды на процессы износа элементов зданий зависит от географического положения эксплуатируемого здания и, как правило, носит случайный характер.
Изучение закономерностей износа и старения материалов конструкций, влияния окружающей среды на эти процессы, применяемых методов защиты элементов зданий от преждевременного износа имеет своей целью обосновать наиболее рациональные методы эксплуатации зданий, повысить эффективность использования материальных и трудовых ресурсов, выделяемых на эти цели.
Материал учебника написан в соответствии с программой курса «Техническая эксплуатация зданий» для средних специальных учебных заведений по специальности № 1205.
Настоящее, третье, издание учебника дополнено материалами о новых методах организации технического обслуживания и ремонта жилищного фонда. Изложен дополнительный материал по экономному расходованию воды и теплоты. Внесены изменения в связи с введением новых ГОСТов и СНиПов на соответствующие виды работ. Приведены новые примеры, поясняющие соответствующий теоретический материал по планированию текущего ремонта зданий и расчету диспетчерских систем.
5
Глава I. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
§ 1. Особенности технической эксплуатации зданий
Каждое здание и сооружение имеет определенное назначение, в зависимости от которого при проектировании и строительстве учитывают принимаемые конструктивные схемы здания, этажность, объемнопланировочные решения, применение тех или иных строительных материалов и т. д.
Между возведением здания (инженерными изысканиями, проектированием и строительством) и процессом его использования существует прямая связь. Эксплуатационная пригодность здания, безотказность и долговечность его конструктивных элементов и инженерных систем определяются уже на стадии проектирования и строительства. Учитываются методы эксплуатации, возможность доступа к отдельным элементам инженерных систем и конструкций для их технического обслуживания и ремонта. Таким образом, проектные решения, качество возведения здания определяют его потребительскую стоимость и эксплуатационные свойства. В этом заключается прямая связь эксплуатационного процесса с процессом возведения здания.
Здания используют для производственно-технологических и административных целей, культурно-просветительных мероприятий, для проживания граждан и др.
В зависимости от назначения здания подразделяются на:
гражданские, к которым относятся жилые и общественные, обслуживающие бытовые и общественнокультурные потребности населения (например, театры, больницы, учебные здания, магазины и др.);
промышленные, обслуживающие нужды производства и транспорта (здания цехов, тепловых электростанций, районных и квартальных котельных, промышленных и транспортных складов, депо и др.);
сельскохозяйственные, обслуживающие потребности сельского хозяйства (здания для содержания жи«
6
вотных и птиц, ветеринарные лечебницы, теплицы, склады сельскохозяйственной продукции и др.).
В результате научно-технического прогресса, изменения окружающей среды под воздействием человека, повышения жизненного уровня населения технология производственных процессов и методы использования жилых и общественных зданий меняются. Следовательно, в период эксплуатации вырабатываются новые требования к проектированию и строительству объектов, конструктивных элементов и инженерных систем, т. е. существует обратная связь между использованием, проектированием и строительством зданий.
Эксплуатация зданий предусматривает «потребление» построенных объектов, т. е. использование их помещений для определенных целей. Например, если речь идет о жилом здании, то его эксплуатация подразумевает использование жилых квартир для проживания граждан. Для удовлетворения потребностей проживающих необходимы безотказное функционирование всех инженерных систем (водопровода, канализации, горячего водоснабжения, вентиляции, лифтовых установок и др.), безотказность конструктивных элементов, благоустройство дворовых территорий. Проживание в жилом доме связано с системой взаимоотношений проживающих и администрации здания (паспортные услуги, квартирная плата, культурно-массовые мероприятия и др.).
Таким образом, задачи эксплуатации здания можно определить как комплекс мероприятий, обеспечивающих комфортное и безотказное использование его помещений, элементов и систем для определенных целей в течение нормативного срока.
Качество здания формируется при проектировании, строительстве, эксплуатации. Наиболее существенное влияние на качество здания оказывает эксплуатационный период, так как он является Заключительным и наиболее продолжительным по времени. При этом в период эксплуатации могут появиться недостатки, допущенные при проектировании и строительстве здания, отрицательно влияющие на его качество. Задачей эксплуатационных служб в этом случае является устранение указанных недостатков с помощью
7
соответствующих строительных и проектных организаций.
Качество здания определяется многими факторами (условиями расселения и организацией технологических процессов, нормальным функционированием инженерных систем и элементов здания, обеспечением комфортных параметров среды внутри помещений и т. д.). Поскольку жилые и общественные здания являются местом длительного пребывания населения, уровень организации эксплуатационных процессов оказывает наиболее существенное влияние на настроение людей.
Ежегодный объем строительства новых зданий и сооружений определяется двумя факторами. Поступательное движение нашего общества, постоянно повышающийся уровень благосостояния трудящихся прежде всего обеспечиваются увеличением объемов нового строительства и реконструкции промышленных, жилых и гражданских зданий. В Программе Коммунистической партии Советского Союза предусмотрено достижение такого уровня строительства новых жилых домов, который способствовал бы не только обеспечению жильем в пределах существующих нормативов, но и постепенному увеличению нормы жилья на одного проживающего.
Однако полный объем ежегодного строительства жилых и общественных зданий определяется не только вышеизложенными факторами, но и вводом площадей взамен выбывших в результате износа, который зависит от эксплуатации зданий.
Сохранность зданий, их безотказное функционирование обеспечиваются не только эксплуатационными службами. Имеется много примеров, когда кооперативные формирования проживающих выполняют значительные объемы работ по техническому обслуживанию и ремонту жилищного фонда, благоустройству территорий домовладений.
Постоянная работа по распространению передового опыта участия населения в выполнении мероприятий по эксплуатации зданий является важной задачей общественных организаций по месту жительства, эксплуатационных служб.
8
§ 2. Физический и моральный износ элементов зданий
С течением времени действительная стоимость здания снижается. В любой промежуток времени она может быть определена как разность между первоначальной стоимостью (рис. 1) и алгебраической суммой затрат, вызванных износом и восстановлением конструктивных элементов и инженерных систем
у = К_(/ + М1-Кр-Л12), (1)
где V — действительная стоимость здания, руб.; К—первоначальная стоимость здания, руб.; I — стоимостное выражение физического износа, руб.; Mi — стоимостное выражение морального износа первой формы, руб.; КР — объем затрат на капитальный ремонт, руб.; М2 — объем затрат на устранение морального износа второй формы, руб.
Под физическим износом понимают потерю зданием с течением времени прочности, устойчивости, снижение тепло- и звукоизоляционных свойств, водо-и воздухонепроницаемости. Основными причинами физического износа являются воздействия природных факторов, а также технологических процессов, связанных с использованием здания.
Процент износа зданий определяют по срокам службы или фактическому состоянию конструкций, пользуясь инструкцией по переоценке основных фондов и определению износа.
Для постоянного учета зданий и сооружений, а также систематического текущего определения их физического износа при местных Советах [гор(райисполкомах] имеются бюро технической инвентаризации. Эти организации составляют на каждое здание технический паспорт с описанием конструктивных элементов здания и его параметров (объема, жилой площади и др.), с указанием планов земельных участков и этажей зданий. Физический износ здания устанавливают:
на основании визуального осмотра конструктивных элементов и определения процента потери ими эксплуатационных свойств вследствие физического износа (последнее с помощью специальных таблиц);
экспертным путем с оценкой остаточного срока службы;
расчетным путем (при отсутствии видимых признаков физического износа);
9
инженерными обследованиями здания с определением стоимости работ, необходимых для восстановления эксплуатационных свойств конструкций и инженерных систем.
Физический износ здания определяют как среднее арифметическое износа отдельных девяти элементов здания: фундаментов, стен, перекрытий, крыши и кровли, полов, оконных и дверных устройств, отделочных работ, внутренних санитарно-технических и электротехнических устройств и прочих элементов (лестниц, балконов и др.). Для установления износа конструктивных элементов пользуются таблицами, приведенными в «Правилах оценки технического износа жилых зданий» (ВСН 53-86.—М.: Прейскурант-издат, 1988.—72 с.). Для определения физического износа конструкций обследуют их отдельные участки, имеющие разную степень износа. Износ всей конструкции подсчитывают по средневзвешенному значению износа отдельных участков и по их удельному весу в общем объеме конструкции или инженерной системы.
Оценка технического состояния конструкций здания в зависимости от их физического износа, выраженного в процентах, приведена ниже:
Состояние конструкций Фундаменты, кирпичные и деревянные стены, каменные лестницы, крыши Окна, двери, печи, система центрального отопления, водопровод, канализация
Хорошее 0. ..10 0.. .10
Вполне удовлетворительное 11. . .20 и. . .20
Удовлетворительное 21 ..30 21.. .30
Не вполне удовлетворительное 31. ..40 31.. .40
Неудовлетворительное 41 ..60 41.. .60
Ветхое 61. ..80 61.. .80
Негодное 81. ..100 Более 80
Процент износа всего здания определяют как сред^ нее арифметическое значение износа отдельных конструктивных элементов, взвешенных по их удельным весам в общей восстановительной стоимости объекта
= 2 dUi/100, (2)
i=i
10
Рис. 1. Зависимость изменения действительной стоимости здания от морального и физического износа
1 — моральный износ второй формы;- 2—объем затрат на капитальный ремонт; 3 — стоимость морального износа первой формы; 4 — стоимость физического износа; 5 — действительная стоимость
где di — удельная стоимость данного конструктивного элемента или инженерной системы в общей восстановительной стоимости, %; h— износ конструктивного элемента, установленный при техническом обследовании, %.
Удельные веса стоимости конструктивных элементов или инженерных систем приведены в соответствующих инструкциях Госстроя СССР,
Пример. В таблице приведен расчет процента физического износа конструкций здания. По формуле (2) определяют средний физический износ здания.
Конструктивные элементы Удельный вес стоимости конструкции в общей стоимости здания, % Износ конструкций, установленный при обследовании, %
Фундаменты 7 12 84
Стены и перегородки 42 15 630
Перекрытия 12 15 180
Кровля 3 30 90
Полы 6 20 120
Окна и двери 4 20 80
Отделка 8 40 320
Санитарно-технические и 12 25 300
электротехнические устройства Прочие элементы 6 10 60
Итого 100 — 1864
<2ф = 2 й,-/г/100= 1864/100 = 18,6%. t=l
11
Стоимостное выражение физического износа определяют по формуле
/ = <2ф7'/100, (3)
где (?ф — физический износ, определенный по формуле (2); V' — восстановительная стоимость, руб.
Восстановительная стоимость здания определяется стоимостью его воспроизводства в действующих ценах.
Метод определения физического износа на основе инженерных обследований предусматривает инструментальный контроль состояния элементов здания и определения степени потери ими эксплуатационных свойств.
Для приблизительной оценки износа пользуются сопоставлением фактического срока службы здания с расчетным:
/; = (t/T) 100, (4)
где 1{ — нзноо конструктивного элемента, устанавливаемый расчетом, %; t — фактический*срок службы, лет; Т — нормативный срок службы (если конструктивный элемент во время капитального ремонта заменен, то срок службы принимают с момента замены) .
Как видно из формулы (4), оценка физического износа по методу сопоставления фактического и нормативного сроков Службы предполагает линейную зависимость износа от сроков службы, что не соответствует действительной закономерности физических процессов, сопровождающих физический износ элементов зданий. Поэтому для объективной оценки физического износа элементов зданий проводят инженерные обследования.
Следует иметь в виду, что определение износа путем инженерных обследований требует умения и опыта работы с инструментами и, кроме того, связано с затратами времени на изыскания, лабораторные испытания и камеральную обработку данных. Но во всех случаях, когда требуются точные данные о несущей способности конструкций, а также физико-механических свойствах материалов элементов зданий для определения износа конструкций, пользуются инструментальными методами обследования зданий.
Для оценки физического износа зданий, прослу
12
живших полный нормативный срок Т или срок, близкий к нормативному, пользуются формулами:
(?ф = 7’100/(7 +А/); (5)
Сф =[7(7+0/2/5] 100, (6)
где Т — нормативный срок службы, лет; I — фактический срок службы, лет; Д/ — возможный остаточный срок службы (определяют инструментальным или экспертным методом), лет.
На практике принято считать, что полный износ здания соответствует физическому износу 70...75 % и классифицируется как ветхое состояние.
Помимо физического износа здание стареет морально. Моральный износ зданий в основном зависит от научно-технического прогресса в промышленности и строительстве.
Различают моральный износ двух форм. Моральный износ первой формы связан со снижением стоимости здания по сравнению с его стоимостью в период строительства. Уменьшение этой стоимости объясняется снижением затрат общественно необходимого труда на сооружение таких же объектов на момент оценки. Моральный износ второй формы определяет старение здания или его элементов по отношению к существующим на момент оценки объемно-планировочным, санитарно-гигиеническим, конструктивным и другим требованиям. Например, по существующим нормативам в жилых домах высотой 6 этажей и более требуется устройство лифтов, хотя в зданиях такой этажности дореволюционной постройки устройство лифтовых подъемников не было обязательным. Не все здания дореволюционной постройки имели системы горячего водоснабжения, планировка большинства из них предусматривала коммунальное заселение. Все эти факторы при отсутствии значительного физического износа конструкций и систем здания вызывают обесценение такого типа объектов по сравнению с существующими.
Моральный износ первой и второй форм может быть определен в ценностном выражении. Для морального износа первой формы формула для определения этого выражения имеет вид;
Л11 = (1— <p)K = 771Ki (7)
где All — абсолютная величина стоимости морального износа первой формы, руб.; ф — отношение стоимости новых конструкций,
13
систем или зданий Кн к стоимости старых аналогичных элементов л; /Zi=l—q>—коэффициент первой формы морального износа.
Для математического выражения стоимости морального износа второй формы пользуются формулой
М2 = ПгК, (8)
где Пг — коэффициент второй формы морального износа, определяемый расчетом (по стоимости затрат на приведение здания к требованиям действующих нормативов).
Следовательно, старение здания сопровождается физическим и моральным износом. Но закономерности изменения факторов, вызывающие указанный износ, различны.
Моральный износ зданий в процессе эксплуатации нельзя предупредить. Методами проектирования с учетом прогноза научно-технического прогресса можно получить такие объемно-планировочные и конструктивные решения, которые обеспечат соответствие их действующим требованиям на более длительный период эксплуатации зданий.
Совершенно иначе обстоит дело с физическим износом. Как уже отмечалось, нормативный срок службы конструкции или инженерной системы установлен с учетом выполнения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту, предупреждающих их преждевременный износ. При этом в процессе эксплуатации устранение физического износа производится путем полной или частичной замены изношенных элементов конструкций. Мы уже знаем, что срок службы некоторых конструкций значительно меньше общего срока службы здания, поэтому за весь период эксплуатации здания такие конструкции приходится полностью менять один или несколько раз.
Все перечисленные работы выполняют при капитальном ремонте здания.
Таким образом, капитальный ремонт здания предусматривает устранение физического износа конструкций или инженерных систем. Для устранения морального износа требуются значительные затраты средств и выполнение работ больших объемов. Часто такие работы связаны с изменением назначения помещений, перераспределением нагрузок на несущие конструкции, устройством новых инженерных систем или заменой материала конструкций. Перечисленные рабо
14
ты выполняются при реконструкции зданий и финансируются из средств, выделяемых на новое строительство.
Моральный износ жилищного фонда ликвидируют при капитальном ремонте зданий.
Сроки морального и физического износа значитель' но влияют на стоимость капитального ремонта зданий. Например, деревянные перекрытия изнашиваются намного быстрее, чем настеленные на них паркетные полы из ценных пород древесины. При замене дере-ревянных перекрытий более долговечными, например железобетонными, не удается сохранить паркетные клепки или щиты, хотя они еще не полностью физически изношены. В этом случае стоимость физического износа элементов, составляющих конструкцию, различна. Отношение стоимости физического износа указанных элементов представлено математической зависимостью
L = /1//2<1, (9)
Материальные потери в денежном выражении находят из выражения
ДП = /2 —/1, (Ю)
где Z], /2— стоимость физического износа соответственно первого и второго элементов, руб.
, Иногда инженерные системы или конструкции здания с незначительным физическим износом требуют замены из-за морального износа. Во многих зданиях дореволюционной постройки принимались объемнопланировочные решения жилищ, предусматривающие покомнатное заселение (коммунальные квартиры). В этом случае, если даже конструкции по своему физическому износу не требуют капитального ремонта, улучшается планировка жилья, устраиваются изолированные квартиры, что требует реконструкции системы отопления, горячего и холодного водоснабжения, канализации, электро- и газоснабжения, вентиляции, а также замены многих конструкций (перегородок, дверных и оконных устройств, перекрытий и др.).
Коэффициент, учитывающий соотношение стоимости физического и морального износа:
L = Z/Ma> 1;
1В
потери:
дя = /-л/2! (И)
где Д77 — неэффективные затраты, руб.! /стоимость физического износа, руб.; М2 — стоимость морального износа второй формы, руб.
В первом и во втором случаях мы имеем примеры нерациональных проектных решений. Наиболее экономичными решениями считаются такие, при которых сроки морального, и физического износа конструкций и систем зданий совпадают. В этом случае коэффициент, учитывающий соотношение физического и морального износа второй формы, стремится к единице:
£ = /Ж-1. (12)
§ 3. Оптимальный срок службы зданий
Под сроком службы здания понимают продолжительность его безотказного функционирования. Как правило, продолжительность безотказной работы элементов здания, его систем и оборудования неодинакова. При определении нормативных сроков службы здания принимают средний безотказный срок службы основных несущих элементов: фундаментов и стен. При этом сроки службы других элементов здания могут быть в 2...3 раза меньше нормативного срока службы здания. Для безотказного и комфортного пользования зданием в течение всего срока его эксплуатации эти элементы приходится полностью заменять. Например, жилые дома второй группы капитальности имеют нормативный срок службы 125 лет. Но в этой группе зданий допускается устройство дощатых полов со сроком службы 40 лет и деревянных перекрытий, имеющих срок службы 60 лет. Следовательно, за полный срок службы этого типа домов потребуется замена деревянных перекрытий не менее одного раза, полов — не менее двух раз. Кроме того, требуется неоднократно заменять инженерные системы, состоящие из многих элементов с различными сроками службы. Так, в системе центрального отопления нагревательные приборы — радиаторы — имеют срок службы 40 лет, трубопроводы — 30 лет.
За весь срок службы (до полной замены) элементы здания и его инженерные системы неоднократно 16
налаживают, подвергают техническому обслуживанию и ремонту с заменой отдельных частей, которые не могут эксплуатироваться до полного износа всей системы без ремонтно-регулировочных работ. В период эксплуатации такие работы необходимо выполнять для частичного восстановления эксплуатационных свойств систем, потеря которых происходит из-за физического износа. Нормативный срок службы определен с учетом соблюдения требований системы технического обслуживания и ремонта элементов здания. Вели их не выполнять, то элемент (конструкция) выйдет из строя преждевременно. Невыполнение незначительных по объему работ иногда может явиться причиной выхода из строя полностью какой-либо конструкции.
Пример. Нормативный срок службы стальных кровель 20 лет. Но такой срок может быть обеспечен только при периодической (один раз в 3...5 лет) масляной окраске покрытии. Нарушение Этого требования приводит к интенсивной коррозии металла и выходу кровельного покрытия из строя через 5...7 лет.
При невыполнении работ по окраске оконных переплетов один раз в три года нижние бруски быстро загнивают, и если вовремя не заменять изношенные элементы (восстановление износа переплета), через некоторое время потребуется замена всего переплета.
Периодичность ремонтных работ зависит от долговечности материалов, из которых изготовлена конструкция или инженерная система, интенсивности нагрузок и воздействия окружающей среды, технологических и других факторов.
Таким образом, нормативный срок службы элементов здания устанавливают с учетом выполнения мероприятий технической эксплуатации зданий; несвоевременное выполнение их может привести к сокращению установленного (нормативного) срока службы здания.
Задачей указанных выше мероприятий является устранение физического и морального износа конструкций и инженерных систем и обеспечение их работоспособности на протяжении нормативного срока службы эксплуатации. Надежность элементов обеспечивается при выполнении комплекса мероприятий технического обслуживания и ремонта зданий, главное значение в котором имеют плановые ремонты.
Надежность здания определяется надежностью со
2—370
17
ставляющих его элементов, которая в соответствии с ГОСТ 27004—85 «Надежность в технике, термины и определения» характеризуется тремя основными свойствами:
безотказностью — сохранением работоспособности без вынужденных перерывов в течение заданного периода времени до появления первого или очередного отказа;
долговечностью — сохранением работоспособности до наступления предельного состояния с перерывами для ремонтно-наладочных работ и устранения внезапно возникающих неисправностей;
ремонтопригодностью— приспособленностью элементов здания к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и повреждений путем проведения технического обслуживания и выполнения плановых и неплановых ремонтов.
За безотказность обычно принимают отношение числа однотипных элементов, которые за данный промежуток времени могут работать безотказно, к общему числу этих элементов:
Р = па/п, (13)
где Р—безотказность элемента за данный промежуток времени; п0 — число элементов данного типа, за которыми велось наблюдение, проработавших безотказно в течение заданного промежутка времени; п — общее число элементов данного типа, за которыми велось наблюдение.
Отказом называется событие, заключающееся в потере работоспособности элемёнта или инженерной системы. Если, например, на основании статистических данных за отопительный период установлено, что из 500 отопительных радиаторов вышло из строя (отказало) 10 радиаторов, то безотказность этой партии приборов за указанный промежуток времени составит Р= 490/500 = 0,98.
При замене отдельных элементов их безотказность повышается, но не может достигнуть первоначальной, так как в конструкциях и системах всегда существует остаточный износ элементов, которые в течение всего срока службы вообще не меняются. Эта закономерность является причиной нормального износа зданий.
При существующем уровне научно-технического прогресса можно запроектировать и построить такие здания, в которых в течение всего срока службы не
18
Рис. 2. Зависимость оптимальной долговечности от приведенных затрат на эксплуатацию зданий
1 — приведенные затраты на весь период эксплуатации здания; 2 — суммарные затраты на техническое обслуживание и ремонт элементов здания; 3 — уменьшение первоначальной стоимости здания
потребуется проведения мероприятий технического обслуживания и ремонта. Но стоимость таких зданий будет несоизмеримо больше по сравнению с затратами на техническую эксплуатацию аналогичных зданий, затраты на возведение которых имеют оптимальные размеры.
Оптимальную долговечность зданий определяют с учетом предстоящих затрат на его эксплуатацию (ремонты, техническое обслуживание) за весь срок службы. Приведенные затраты П, представляющие собой сумму основных и сопряженных капитальных вложений Z, Z' и годовых эксплуатационных расходов (в том числе на текущий и капитальный ремонт за весь нормативный срок) с учетом нормативных коэффициентов эффективности Ея, Е’и (из Инструкции по определению эффективности капитальных вложений в строительство. — М.: Стройиздат, 1979), должны быть минимальными (рис. 2);
П — К 4- Z 4- Е„ Z -* минимум. (14)
Соответствующие математические преобразования дают выражение для определения оптимального срока службы здания, стоимость единовременных затрат на возведение которого составляет Z руб. Принятые объемно-планировочные и конструктивные решения предусматривают проведение ремонтов через /р лет со средней стоимостью ремонта К руб., при этом общее число ремонтов за нормативный срок службы п равно:
Антт ~ /22/(г)К), (15)
где Tj=2(n—1)—коэффициент, учитывающий непропорциональную зависимость стоимости капитального ремонта от его порядкового номера.
2* 19
Анализ выражения (15) показывает, что значение оптимального срока зависит от размера средней стоимости капитального ремонта К, межремонтного периода tp, а также объема первоначальных затрат на возведение здания Z. Чем реже ремонтируют конструктивные элементы здания, а стоимость этих ремонтов незначительна, тем больше оптимальный срок службы здания, соответствующий минимальным приведенным затратам. Увеличение долговечности конструктивных элементов и, следовательно, межремонтного срока связано с повышением первоначальных затрат.
На практике долговечность, или срок службы, задается в зависимости от капитальности здания. Задача эксплуатации заключается в наиболее эффективном использовании зданий с одновременным проведением мероприятий, способствующих безотказной работе конструктивных элементов и инженерных систем в течение времени, не менее установленного нормативами.
При замене элементов здания в процессе эксплуатации необходимо в проектах предусматривать установку новых элементов взамен отслуживших срок службы с таким расчетом, чтобы они обеспечивали наибольший оптимальный срок службы при минимальных затратах на техническое обслуживание и последующие ремонты.
§ 4. Мероприятия по технической эксплуатации зданий, их содержание и задачи
Ранее отмечалось, что нормативный срок службы обеспечивается в том случае, если выполняются необходимые ремонтно-наладочные работы в здании в плановом порядке, а также своевременно устраняются возникающие неисправности в межремонтный период. Периодичность ремонтных и наладочных работ зависит от долговечности материалов, из которых изготовлена конструкция или инженерная система, интенсивности нагрузки и воздействия окружающей среды, а также технологических и других факторов. Проведение перечисленных работ в установленные сроки является задачей технической эксплуатации зданий.
В комплекс мероприятий по технической эксплуатации зданий входят: текущий плановый ремонт и наладка оборудования; непредвиденный текущий ремонт;
20
капитальный плановый ремонт; выборочный (неплановый) капитальный ремонт.
В совокупности перечисленные мероприятия составляют систему технического обслуживания и ремонта зданий.
Для организации, планирования и финансирования ремонтов важно знать их принципиальное различие, заключающееся не только в объемах и характере работ, но и в их целях.
Текущий ремонт предупреждает преждевременный износ конструкций. Из этого следует, что он не изменяет физического состояния материала конструкции. Мероприятия по текущему ремонту имеют своей целью как бы консервацию материала конструкции в его проектном состоянии. На первый взгляд может показаться, что эти мероприятия не имеют существенного значения для обеспечения нормативного срока службы конструкции. Однако несвоевременное проведение работ по текущему ремонту может вызвать значительные дополнительные затраты на капитальный ремонт. Выше был приведен пример, из которого видно, что из-за несвоевременно проведенной окраски металлической кровли срок ее службы сократился в 3...4 раза. Прочностные свойства и физическое состояние кровли до окраски и после нее не меняются, но окрасочный слой как бы консервирует свойства металлического листа, т. е. значительно удлиняет срок его службы по сравнению с неокрашенным.
В практике нет четкого деления работ, выполняемых при текущем и капитальном ремонте, однако принципиальное их различие заключается в цели, преследуемой тем и другим ремонтом. Часто к текущему ремонту относят небольшие по объему работы по замене конструкций, например отдельных мест каменной облицовки цоколя и стен. В этом случае текущий ремонт не преследует целей восстановления износа стен здания. В связи с тем, что наружные стены имеют, как правило, большие запасы прочности и разрушение отдельных кирпичей не влияет на несущую способность стены в целом в пределах действующих нагрузок, работы по текущему ремонту не оказывают существенного влияния на общие прочностные и физические характеристики стены. Но если не заменять отдельные разрушенные кирпичи облицовки стен, то под воздейст-
21
вием факторов окружающей среды кирпичная кладка будет разрушаться и далее, что приведет к потере прочностных и физических свойств стены и цоколя. Отсюда следует, что отдельные дефекты стен и других конструкций, если они не вызывают потери прочностных или других физических свойств конструкций или инженерных систем под воздействием нагрузок, устраняют при текущем ремонте.
К текущему ремонту относятся также работы по наладке инженерных систем и приборов (техническое обслуживание). Своевременное проведение этих работ обеспечивает рациональное использование энергетических ресурсов и воды, а также предупреждает преждевременный выход из строя всей конструкции (инженерной системы). Например, плохая регулировка системы отопления может привести к нерациональному расходованию тепловой энергии, замораживанию отдельных трубопроводов и выходу из строя всей системы.
К текущему ремонту относятся мероприятия, которые предупреждают преждевременный износ конструкций и инженерных систем.
Текущий ремонт следует проводить в плановом порядке, в сроки, предупреждающие нарушение нормальной работы элементов конструкции. Например, очередную окраску стен лестничных клеток надо выполнять не при потере окрасочной пленкой своих защитных и декоративных свойств, а в наиболее вероятные моменты, предупреждающие ее.
Однако установлено, что при выполнении работ в плановом порядке не исключаются выходы из строя в случайные моменты времени отдельных элементов конструкций, приборов, нарушения нормальной работы инженерных систем или мелкие дефекты конструкций. Выполнение этих работ также относится к текущему ремонту зданий. Например, согласно действующим Правилам и нормам технической эксплуатации жилищного фонда (М.: Стройиздат, 1974. — 259 с.), 75% всех затрат на текущий ремонт должно направляться на плановый ремонт, а 25 % — на непредвиденные работы.
Вместе с тем мероприятия текущего ремонта не могут обеспечить устранение физического износа элементов здания, вызванного воздействием на материалы конструкций и инженерных систем факторов окру-22 .
жающей среды, статических и динамических нагрузок. Работы по восстановлению эксплуатационных свойств частей зданий, потеря которых происходит в процессе эксплуатации, осуществляют при капитальном ремонте.
Основным видом капитального ремонта является плановый, который выполняют через определенные плановые сроки, с наибольшей вероятностью предшествующие началу ускоренного износа элементов зданий. На этот вид ремонта затрачивается не менее 50 % средств, выделяемых на капитальный ремонт зданий.
Неисправности, снижающие эксплуатационные свойства конструкций и инженерных систем, если их ре-монт не может быть отложен до очередного планового ремонта, устраняют в межремонтные периоды в процессе выборочного (непланового) ремонта.
Внедрение четкой системы планово-предупредительного ремонта должно способствовать сокращению случайных, непредвиденных отказов элементов зданий и их инженерных систем. Следовательно, задача технической эксплуатации состоит в обеспечении безотказной работы всех элементов зданий и инженерных систем в течение не менее чем нормативного срока службы. В связи с этим следует считать ошибочными следующие определения задач технической эксплуатации, встречающиеся иногда в литературе: устранение неисправностей; продление срока службы здания. Первое определение неверно, так как устранение неисправностей является только одним из мероприятий всего комплекса работ технического обслуживания и ремонта. В качестве самостоятельного этот метод эксплуатации не может быть рекомендован, так как от момента обнаружения неисправности до ее устранения должно пройти какое-то время, необходимое для организации работ (доставка материалов, перевод рабочих к месту работы и др.). В этом случае узаконивается наличие в здании неисправностей на весьма продолжительное время. Неправомочно и второе определение продление срока службы здания. Нормативный срок службы элементов здания устанавливают с учетом проведения всех технических мероприятий. Несвоевременное выполнение мероприятий технического обслуживания и ремонта может привести к сокращению установленного (нормативного) срока службы элементов здания.
23
Рис. 3. Мероприятия по эксплуатации зданий
Содержание мероприятий по эксплуатации жилых зданий может быть представлено в виде схемы (рис. 3). Задачи технической эксплуатации описаны выше. Рассмотрим теперь основные мероприятия по обслуживанию зданий. В зависимости от типа и назначения здания задачи обслуживания меняются, но в принципе могут быть разбиты на две группы:
обслуживание граждан, проживающих в жилом доме, или работников, работающих в данном учреждении, на данном предприятии;
техническое обслуживание конструкций и инженерных систем.
Первая группа задач обслуживания ясна. Более подробно рассмотрим вторую группу задач — техническое обслуживание конструкций и инженерных систем здания.
Каждую систему и конструкцию, каждый конструктивный элемент здания проектируют для определенных условий, которые учитывают при расчете нормативных сроков службы элементов. Изменение этих условий или несоблюдение их приводит к быстрому изнашиванию и выходу из строя конструкции. Напри
24
мер, долговечность элементов крыши и кровли зависит в значительной мере от температурно-влажностного режима чердачного помещения. Несоблюдение допустимых перепадов температур на чердаке сопровождается обильным выпадением конденсата и, как следствие, усиленной коррозией деталей крыши и кровли.
Систему отопления проектируют с учётом нормативных перепадов давлений, так как иначе не обеспечивается нормальное функционирование системы, а превышение предельных напоров в трубопроводах может привести к аварии.
Основания и фундаменты имеют расчетные допустимые нагрузки для определенной влажности грунтов, поэтому вокруг здания устраивают отмостки, принимают меры, исключающие переувлажнение грунтов основания. Невыполнение этих мер (несвоевременные удаление от стен снега, отвод талых вод, удаление порослей деревьев и кустарников, разрушающих отмостку, и др.) может привести к потере несущей способности основания или фундамента и вследствие этого — к деформации здания.
Прочность масляной окраски поверхностей стен в значительной степени зависит от состава воздушной среды. Систематическая уборка помещений — протирка и мытье стен и полов — создает нормальные условия, гарантирующие нормативный срок службы окрасочного покрытия. И, наоборот, нарушение в течение длительного периода режима уборки стен способствует ускоренному разрушению слоя краски под влиянием кислотных и щелочных оксидов в присутствии влаги воздуха.
Таким образом, кроме текущего и капитального ремонта для безотказной работы элементов зданий необходимо выполнять работы, обеспечивающие проектные условия эксплуатации. Хотя указанные работы и не влияют непосредственно на техническое состояние конструкций, невыполнение их может привести к изменению свойств конструкции, созданию условий для усиленной коррозии материала, разрегулировке и отказу инженерных систем. Комплекс работ по созданию проектных условий эксплуатации элементов зданий следует отнести к мероприятиям технического обслуживания.
Таким образом, техническое обслуживание конст
25
рукций и инженерных систем предусматривает проведение необходимых мер по созданию проектных условий эксплуатации элементов здания.
В технической литературе встречаются выражения «содержание зданий», «содержание частей зданий» вместо термина «техническое обслуживание и ремонт здания», который более полно и правильно определяет смысл эксплуатации объектов. Под термином «содержание» понимают только те работы, которые воздействуют на элементы здания, но не относятся к приемам использования этих элементов для определенных целей. Ясно, что даже при технически грамотном содержании, например инженерных систем, но при неправильных приемах пользования ими могут создаться условия для преждевременного выхода из строя элементов, приборов или полностью всей системы.
Неправомерно также встречающееся иногда в литературе выражение «техническая эксплуатация и ремонт здания», так как мы установили, что техническая эксплуатация включает в себя все виды ремонта.
Необходимо особо отметить, что если элементы здания эксплуатируются в соответствии с Положением о проведении планово-предупредительного ремонта жилых и общественных зданий (М.: Стройиздат, 1965. — 125 с.)1, то объем работ по техническому обслуживанию и ремонту зависит в основном от двух факторов: ремонтопригодности и продолжительности эксплуатации элемента без ремонта. Это значит, что если ремонт выполнять в запланированные сроки, соответствующие началу роста интенсивности отказов, то исключается прогрессирующий износ конструкций и объем ремонтных работ практически постоянен для данного элемента, хотя число ремонтируемых элементов при каждом очередном ремонте меняется и общий объем затрат на ремонт возрастает. При этом, если периоды между очередными ремонтами выбраны не произвольно, а установлены как оптимальные, стоимость ремонта минимальная. °
Мероприятия по технической эксплуатации выпол
1 С 1 июля 1989 г. введено в действие «Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания жилых зданий, объектов коммунального и социально-культурного назначения», увержденное приказом Госкомархи-тектуры при Госстрое СССР от 23 ноября 1988 г. № 312.
26
няются собственными силами эксплуатационных организаций, а также силами специализированных и кооперативных организаций на договорных началах. Подрядный способ ведения работ по техническому обслуживанию и ремонту зданий имеет ряд преимуществ перед хозяйственным способом (выполнение работ собственными силами).
Вместе с тем при хозяйственном способе технической эксплуатации зданий повышается ответственность за качество выполняемых работ. В последнее время разрабатываются и внедряются новые формы организации эксплуатации зданий, которые учитывают преимущества названных выше методов технического обслуживания и ремонта зданий (см. § 28).
§ 5. Теоретическое обоснование методов технической эксплуатации зданий
Физический износ элементов зданий, химическая и физико-химическая коррозия конструкций и инженерных систем снижают эксплуатационные свойства зданий, которые восстанавливают в процессе эксплуатации методами технического обслуживания, текущего и капитального ремонта. В практике эксплуатации элементов зданий и инженерных систем применяют два принципиально отличных друг от друга метода организации технической эксплуатации зданий.
Первый метод предусматривает выполнение ремонтных работ на основании периодически проводимых осмотров для определения технического состояния элементов зданий и необходимости их ремонта. В этом случае объем и сроки проведения эксплуатационных мероприятий могут быть установлены только после осмотров соответствующих конструкций и инженерных систем.
Второй метод базируется на выполнении ремонтных и наладочно-регулировочных работ в заранее запланированные сроки, предупреждающие отказ элементов здания. Такой метод технической эксплуатации зданий называют системой планово-предупредительного ремонта. Само название системы определяет ее содержание: «планово» — означает, что все мероприятия выполняют в заранее запланированные сроки;
27
«предупредительные» — указывает на то, что выполняемые мероприятия предупреждают преждевременный износ зданий. Следовательно, сроки проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту частей здания должны соответствовать моменту, когда вероятность отказа их будет иметь наибольшее значение.
Периодичность проведения капитального и текущего ремонта конструкций и оборудования, наладка инженерных систем обусловливаются сроком их службы. Жилой дом можно рассматривать как систему, состоящую из отдельных конструкций, инженерных устройств и оборудования, каждый из которых имеет свой срок службы Тх.
Сроки службы одних и тех же элементов различны. Это объясняется множеством причин: нарушением технологии изготовления материалов для конструкций и самих конструктивных элементов, несоблюдением правил складирования и хранения строительных материалов и деталей, а также их транспортировки к месту монтажа, особыми приемами монтажа, особенностями эксплуатации зданий и т. д. В технических условиях на изготовление, хранение, транспортировку, монтаж деталей имеются допуски, нормирующие отклонения от действующих стандартов. К сожалению, на практике эти допуски не всегда выдерживаются. Но даже если бы они точно соблюдались, сроки службы одних и тех же элементов были бы различны в силу ранее изложенных причин. Кроме того, допуски на отклонение изготовления и монтажа элементов зданий предусматривают возможность отклонения соответствующих параметров как в большую, так и в меньшую сторону.
Перечисленные причины не позволяют заранее определить точный срок службы конкретного элемента, поэтому на практике пользуются усредненными значениями сроков службы конструкций и инженерных систем. Для их определения применяют методы математической статистики. Сущность этих методов состоит в следующем. Путем натурных обследований определяют сроки службы большого (не менее 50) числа элементов, изготовленных, смонтированных и эксплуатируемых примерно в одинаковых условиях. Полученные результаты записывают по форме, приведенной в примере.
28
Пример определения срока службы водоразборного крана. Обследовано 72 водоразборных крана. Общее их количество обозначают символом т. Для каждого конкретного крана определяют срок его службы до замены Xi. Затем полученные данные группируют.
xi 122 123 125 130 134 138 139 140
mi 2 6 12 16 15 13 7 1
В таблице символом Xi, мес, обозначены зафиксированные сроки службы, число элементов, имеющих данный срок службы, — символом mt.
В математической статистике приведенная выше таблица называется рядом распределения величины Xi. Она дает возможность по совокупности х, определить ее среднее значение:
Тх = 2 х( т‘,>т («= (16)
i=i
где Тх — средний срок службы данного элемента, Xi — конкретные зиачеиия сроков службы элемента здания, зафиксированные в результате обследования mi — число элементов, имеющих данный срок службы; т — общее число элементов.
В нашем примере Тх= (122-2+123• 6+125• 12+ + 130-16 + 134-15+138-13 + 139-7 + 140-1 )/(2+6+’ +12+16+15+13+7+1) = 131,7 мес—11 лет.
Таким образом, в результате обследования 72 водоразборных кранов определен их средний срок службы, примерно равный 11 годам.
В конкретных случаях фактические сроки службы имеют отклонения от среднего своего значения как в большую, так и в меньшую сторону.
В приведенном примере два крана имели срок службы 122 мес, или на 10 мес меньше среднего срока службы, а один кран имел срок службы 140 мес, т. е. ив 9 мес больше среднего значения.
В математической статистике для определения численных значений величин, имеющих случайный характер, введено понятие статистической вероятности. Если произведена серия из обследований, в каждом из которых могло быть отмечено событие (случай) вышедшего из строя (отказавшего) элемента, или такой случай (такое событие) не отмечен, то статистической
Роятностью (частостью) этого случая (события)
29
в данной серии обследований называют отношение числа обследований т, в котором появилось интересующее нас событие А, к общему числу обследованных элементов т. Математически эта зависимость выражается следующим образом:
qt^mtlm, (17)
где qt — статистическая вероятность появления данного случая (события).
В приведенном примере статистическая вероятность срока службы (отказа) крана, например, 122 мес, 9122=2/72=0,028. Это значит, что из 1000 эксплуатируемых водоразборных кранов можно ожидать выхода из строя 28 кранов на 122 мес их эксплуатации.
Вероятность противоположного события, заключающегося в том, что кран к этому сроку не выйдет из строя (вероятность безотказности на рассматриваемом промежутке времени), обозначится р. Численное значение этой вероятности определяют из выражения /Н-<7=1.
Указанная запись означает, что вероятность отказа крана или безотказной его работы на рассматриваемом промежутке времени в сумме равна единице, откуда р = 1—q. В нашем примере р\^= 1—0,028=0,972.
Подставив в выражение (16) вместо отношения rriilm его значение, получим:
= 08)
i=l
Для полного представления о возможных значениях сроков службы данного элемента недостаточно знать только его среднее значение. При определении сроков мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту элементов зданий за меру отклонения конкретного значения срока службы от его среднего значения принимают дисперсию Dx, которую определяют по формуле
Dx — '^i(xt — Tx)2qi, (19)
1=1
где xi — возможные значения сроков службы данного элемента; Tt — среднее значение срока службы элемента; qi — вероятность (статистическая) конкретного значения срока службы.
Для пояснения приведенных зависимостей воспользуемся значениями сроков службы водоразборных кранов. По формуле (17) определим для каждого срока 30
службы его статистическую вероятность и полученные значения запишем в виде:
xt 122 123 125 130 134 138 139 140
Ot 0,028 0,083 0,17 0,22 0,21 0,185 0,09 0,014
Из формулы (19) определим дисперсию?
= (122 — 132)? 0,028 + (123— 132)? 0,083 +
+ (125 — 132)2 0,17 + (130 — 132)? 0,22+ (134 —
— 132)? 0,21 +(138— 132)2 0,185 + (139 — 132)?0,09 +
+ (140— 132)2 0,014 = 43,5 мес?.
Дисперсия имеет размерность квадрата срока службы. Для характеристики рассеяния сроков службы более удобной величиной является среднеквадратичное Отклонение срока службы. Для его получения из дисперсии извлекают квадратный корень. Полученное значение часто называют также «стандартом» срока службы:
аж = КОд:. (20)
В нашем примере <ух= К43,5—6,6 мес. -
Выше было отмечено, что срок службы элемента здания следует рассматривать как случайную величину, значение которой при достаточно большом количестве обследований существенно не влияет на среднее его значение. Случайные отклонения от среднего значения, неизбежные в каждом отдельном обследовании, в совокупности взаимно погашаются, как бы нивелируются. Вместе с тем указанные случайные отклонения не беспредельны.
Для определения возможных пределов отклонения конкретных значений сроков службы отдельно взятых элементов данного типа от среднего значения срока службы совокупности обследуемых элементов используют неравенство Чебышева, которое утверждает, что какое бы мы ни взяли положительное наперед заданное число е, вероятность Р того, что конкретное значение срока службы элемента здания х, (как случайной величины) отклонится от своего среднего значе-
31
СРОК СЛУЖБЫ ЭЛЕМЕНТОВ
Рис. 4. График плотности вероятности сроков службы элементов зданий для нормального распределения
1 — для среднеквадратичного отклонения, равного 1,5; 2—то же, равного 3; 3 — то же, равного 7,5
Рис. 5. Интегральная функция распределения сроков службы элементов здания
ния Тх больше, чем на е, всегда не больше отношения дисперсии срока службы к квадрату взятого числа г:
P(\xi-Tx\>e)<Dx/^. (21)
Например, полагая в неравенстве (21) е=?3ст*, имеем:
Р (I xi — Тх I > Зох) < Dx/(Зстх)2 = = а*/9с^= 1/9.
Таким образом, вероятность того, что конкретное значение срока службы элемента здания отклонится от своего среднего значения, имеет практические пределы, вне которых появление отказа данного элемента маловероятно. На практике принято, что конкретное значение срока службы элементов зданий не может выйти за пределы Тх±3ах.
При изучении случайных величин установлено, что распределение их конкретных значений подчиняется определенным закономерностям. Под законом распределения случайной величины понимают зависимость между этой величиной и вероятностью ее появления. Для сроков службы элементов зданий наиболее близким принято считать закон нормального распределения. Нормальное распределение имеет широкое распространение в природе. Этому закону, в частности, подчиняются распределения таких случайных величин, как погрешности измерений, погрешности изготовления изделий и др. При этом отмечено, что при увеличении числа обследований большинство распределений случайных величин приближается к нормальному (рис. 4).
32
Из анализа графического изображения плотности нормального распределения сроков службы можно сделать вывод, что нормальный закон в общем виде характеризуется тремя следующими особенностями:
чем меньше отклонение конкретного значения срока службы от своего среднего значения, тем больше вероятность его появления; с увеличением отклонения конкретного значения срока службы элемента здания от своего среднего значения вероятность такого отклонения уменьшается;
отклонения, равные по величине, но противоположные по знаку, равновероятны; вероятность отклонения срока службы в большую сторону от среднего значения равна вероятности отклонения в меньшую сторону;
отклонения сроков службы данного элемента от своего среднего значения имеют практический предел; отклонения, превышающие этот предел, маловероятны.
Коротко нормальный закон распределения можно сформулировать так: отклонения конкретных значений сроков службы от их среднего значения распределяются равномерно, симметрично и небеспредельно. Математическое выражение плотности нормального распределения:
fx = е-^2 , (22)
Кг-т
л
где t = (xt — Тх)/стт.
л
Значения функции fx при различных величинах t приведены ниже:
А t К*) А t fM Л t f(x)
0,0 0,3989 1,2 0,1942 2,4 0,0224
0,2 0,3910 1,4 0,1497 2,6 0,0136
0,4 0,3683 1,6 0,1109 2,8 0,0079
0,6 0,3332 1,8 0,0790 3,0 0,0014
0,8 0,2897 2,0 0,0540 3,2 0,0024
1,0 0,2420 2,2 0,0355 3,4 0,0012
Из приведенных данных видно, что вероятность попадания срока службы за пределы Тх±3ох равна 0,0044. Это означает, например, что при обследовании
3—370
33
10 000 элементов можно ожидать, что в 44 из них отклонения срока службы от среднего значения больше чем на Зох.
Таким образом, значения сроков службы элементов здания хотя и являются случайными величинами, подчиняются нормальному закону распределения так, что можно заранее установить с некоторой вероятностью их наибольшее и наименьшее значения.
Графически нормальный закон распределения иногда удобнее представить в виде так называемой интегральной функции (рис. 5). Можно заметить, что до момента А вероятность выхода из строя (отказа) элемента здания очень мала. Начиная с момента А. эта вероятность быстро растет и в момент В суммарное число элементов, которое может выйти из строя, равно 50 % общего числа эксплуатируемых элементов. Отрезок АВ равен Зстх. Отсюда следует, что эффективность использования труда рабочих (из-за неравномерной потребности в работах по техническому обслуживанию и ремонту) будет также различна для разных моментов срока службы элементов здания.
Вероятноет-ь q отказа элемента есть вероятность того, что в пределах заданного промежутка времени эксплуатации ta возникают неисправность и выход из строя элемента, а вероятность безотказной работы р — вероятность того, что за время ta элемент сохраняет свою работоспособность.
Вероятность р безотказной работы может характеризовать как свойство множества элементов данного типа, так и одного элемента данного множества. Применительно к совокупности N элементов физический смысл безотказной работы сводится, как ранее было показано, к определению ожидаемого числа элементов Np, которые могут безотказно проработать в течение времени эксплуатации ta. Чем больше число N, тем точнее можно определить ожидаемое число отказов.
Поскольку за время эксплуатации ta каждый элемент либо откажет с вероятностью q, либо сохранит свою работоспособность (не откажет) с вероятностью р, то справедливо равенство
Р + <7 = 1 > (23)
где р—вероятность безотказной работы элемента; q—вероятность отказа элемента за тот же промежуток времени.
34
Ранее мы привели функцию плотности распределе-ния сроков службы для нормального закона распределения. Функция f(x) (см. рис. 4) определяет плотность, ,₽ которой распределяются случайные значения сроков Службы (отказов) в данной точке х, т. е. характеризуют среднюю вероятность отказа, приходящуюся на единицу времени около точки временной оси, соответствующей моменту времени t3.
На практике чаще необходимо знать не одномоментное значение вероятности отказа элемента здания, а суммарную ’(интегральную) вероятность отказа или безотказной работы за определенный, иногда достаточно продолжительный промежуток времени.
Вероятность отказа элемента за некоторое время /э как интегральная функция распределения определится выражением
q = 0,5 + F (х), (24)
J Р А
где F(x) = ——~ I dx — интеграл вероятности, значения ко-
]/2л J
о Л
торого приведены ниже; (/э—Тх)/ах-, Г» —средний срок службы элемента; щ— среднеквадратичное отклонение сроков службы от их среднего значения.
Л t FM Л t F(x) Л t F(x)
0,00 0,0000 1,69 0,4452 3,20 0,49931
0,20 0,0793 1,80 0,4641 3,40 0,49965
0,40 0,1554 2,00 0,4772 3,60 0,499841
0,60 0,2257 2,20 0,4861 3,90 0,499928
0,80 0,2881 2,40 0,4918 4,00 0,4999968
1,00 0,3413 2,60 0,4953 4,50 0,499997
1,20 0,3849 2,80 0,4974 5,00 0,49999997
1,40 0,4192 3,00 0,499865
Вероятность безотказной работы элемента рассчитывают по формуле
р= 1—<7 = 0,5 —Г(х). (25)
Эффективность технической эксплуатации методом иослеосмотровых ремонтно-наладочных работ проследим на примере выполнения этих мероприятий при закреплении за слесарем-сантехником обслуживания
3*
35
150 квартир жилого дома. Действующими нормами при выполнении работ хозяйственным способом за каждым слесарем закрепляется определенный участок из условия производства работ после осмотра (если пО результатам осмотра выявится в этом необходимость) 1 раз в 2 мес в каждой квартире. Для выполнения этого требования слесарь должен в среднем за 1 день осмотреть и произвести наладочно-регулировочные работы в трех квартирах. Таким образом, вероятность того, что слесарь в процессе осмотра попадет в одну из квартир из числа закрепленных за ним на техническое обслуживание и ремонт, равна p&=3/150=0,02.
Если рассматривать два периода производства работ по техническому обслуживанию и ремонту сантехнического оборудования закрепленных за слесарем квартир в момент Лив момент В (см. рис. 5), то можно заметить, что в первом случае вероятность отказа оборудования, а следовательно, и приложения труда слесаря значительно ниже, чем во втором. Момент А соответствует сроку службы Т_—Зах. Следовательно, вероятность отказа можно определить по формуле
(24) при f=3, p=0,5+F(x) =0,5-j-[F(—3)]=0,5+' + (—0,49865) =0,00135. При вычислении F(x) значе-л
ние t берут со знаком минус, если момент, на который определяется срок службы, расположен на числовой оси левее точки Т-, и со знаком плюс — если правее.
В нашем примере вероятность обнаружения неисправного прибора в момент А равна </=0,00135, а вероятность приложения труда определяем по теореме умножения вероятностей того, что слесарь попадет именно в данную квартиру, где имеется неисправность (pfe=0,02) и отказ прибора на момент обследования (9=0,00135). pt = 0,02-0,00135 = 0,0000275, а при обследовании и техническом обслуживании трех квартир в день эффективность труда слесаря рэ=0,0000275Х Х3 = 0,0000825.
Если осмотр производится в момент В, то значение t=0 для определения F(x) и вероятность отказа прибора при его осмотре равна 9=0,5-)-0=0,5, а эффективность труда рабочего с учетом ранее вычисленной вероятности осмотра данной квартиры рт = 0,5-0,02= = 0,01. При обследовании трех квартир эффективность
36
труда равна 0,03. Момент В соответствует вероятности выхода из строя (отказа) 50 % оборудования закрепленных за рабочим квартир, но даже при этих условиях рабочий-будет занят полезным трудом на 3 %.
Для дальнейшего определения эффективности метода выполнения мероприятий технической эксплуатации путем осмотров и определения объемов работ и сроков их выполнения рассмотрим методику расчета объектов, подлежащих осмотру, для обнаружения заданного числа из них неисправных.
Допустим, что при очередном осмотре рабочий посетит k квартир, при этом событие А, состоящее в том, что обследуемые элементы квартиры имеют неисправности, может появиться п раз, а противоположное событие В (неисправности не обнаружены) может появиться т раз. Очевидно, что m-\-n=k.
Обозначим вероятность события А символом q, а вероятность события В—р:
р + ?=1; p=l—q.
Для решения практических задач рассчитаем вероятности возможных комбинаций из событий А и В при двух, трех и четырех обследованных квартирах (табл 1).
Анализируя данные, приведенные в табл. 1, можно заметить изменение числа комбинаций событий А (имеется неисправность в квартире) и В (нет неисправности) в зависимости от числа обследованных квартир:
Число квартир
Число комбинаций
2...................................
3...................................
4...................................
3
4
5
Следовательно, при обследовании k квартир (элементов зданий, оборудования и других объектов жилищного фонда) число комбинаций равно числу обследованных объектов плюс 1. Сумма вероятностей всех возможных комбинаций соответственно равна:
при обследовании двух квартир (объектов)
р? 4-2р<? Д-= (р + ?)2;
при обследовании трех квартир (объектов)
р3 4- Зр2 q 4- Зр<72 4- = (р 4- ?)3;
37
Таблица 1. Результаты расчета вероятности возможных комбинаций из событий А и В
' Число квартир Возможные комбинации событий q (имеется неисправность) и р (нет неисправности) при данном числе обследованных квартир Возможные варианты (последовательность) получения событий р и q при числе квартир Вероятность
вариантов комбинаций
1 2 3 4
2 события р р p — — pp p?
2 1 событие р р q — — pq 2p<?
1 событие q Q p — — qp
2 события q <7 q — — qq
3 события р Р p p — ppp p3
2 события р Р p q — ppq 3p2<?
Р q p — pqp
3 1 событие q Ч p p — qpp
1 событие р Р q q pqq
? p q qpq 3pp?
2 события q Q q p — qqp
3 события q q q 4 — qqq <73
4 события р р p p p pppp P4
3 события р р p p q pppq
р p q p ppqp 4p3q
1 событие q р q p p pqpp
q p p p qppp
2 события р р p q q ppqq
4 р q p q pqpq
2 события q р q q p pqqp 6pM
q p q p qpqp
q p p q qppq
q q p p qqpp
1 событие р р q q q pqqq
3 события q q p q q qpqq 4pq3
q q p q qqpq
q q q p qqqp
4 события q q q q 1 qqqq q*
38
при обследовании четырех квартир (объектов)
р4 + 4рЗ q 6р2 р2 _f_ 4р(?3 qi — (р р)4; (26)
при обследовании k квартир
Р* + kpk~l q 4- —— Р*- q2 +... + - р2 qfi-*) 4-
1 * 2. 1 • 2.
+ kpqk-1 + qk = (p + q)k. (27)
При этом (р4-<?)* = 1,так как p+q = l.
Известно, что соответствующий член разложения
•бинома Ньютона равен:
<5 п+1 —
ft(ft-l) (fe-2)...[fe-(n- 1)] l-2-З-...-л
рА--П дП
(28)
Умножим числитель и знаменатель в выражении (28) на произведение чисел от (k—п) до 1:
k(k- 1) (fe —2)...(fe —(п- 1)].. .3-21 k пп
--------------------------------------------рК.~ПдП'
<Sn+i —
1-2-3-...-(k — п) 1-2-3-...-п
где k—п=т\ Sn+\=p — вероятность комбинаций из противоположных событий при обследовании k квартир (элементов, объектов), из которых одно появилось т, а другое п раз.
Окончательная формула (28) примет вид:
„ 1'2-3-...(£ —п) (6 —(л—1)]. ..(А—2) (Л—1)А т „
г =-------------- -----, -----------------рт qn =
1-2-3.. лп-1-2-3-...-п
= -ТТ PmQn-ml nl
(29)
Указанная формула дает возможность определить вероятность любой комбинации возможных исходов обследования объектов.
Например, требуется определить вероятность наличия неисправности приборов в двух квартирах и отсутствия неисправности в четырех квартирах, если обследованию подлежат приборы шести квартир, при этом срок службы приборов /э=120 мес, Т-= = 132 мес, <т=6,6 мес. Для расчета вероятности отказа любого
, Л
прибора из-за нормального износа определим значеине t:
*= (120 — 132) /6,6 =—1.8.
Вероятность отказа вычислим по формуле (24):
<7 = 0,5 4-/Ч*) •
При найденном i——l,8f(—1,8) = 0,4641 (см. с. 35). Тогда вероятность отказа прибора будет равна: 7=0,54- (—0,4641) =
39
= 0,036. Вероятность безотказной работы приборов р=1—0,036= =0,964. Из условия примера 6=6; т=4; п=2:
6! 1-2-3-4-5-6
Р =—— рп1</1=-------------- 0,9644-0,0362 = 0,02.
т\п\ 1-21.2-3-4
Расчет показывает, что при этих условиях вероятность обнаружения двух неисправных приборов при обследовании шести квартир равна примерно 0,02, или можно ожидать, что из ста случаев только в двух может иметь место такая комбинация; в четырех обследованных квартирах приборы будут исправны, а в двух квартирах — неисправны. Следует обратить внимание на эффективность использования рабочего времени при осуществлении мероприятий технического обслуживания и ремонта элементов зданий по результатам их осмотра: как видно, потребность в ремонте и обслуживании конструкций, определяемая путем случайного поиска, и вероятность использования рабочего времени непосредственно для ремонтно-наладочных работ в этом случае очень низкие.
Можно также показать недостаточную эффективность приведенного выше метода технической эксплуатации элементов зданий на примере расчета обнаружения неисправности заданного числа приборов при их обследовании.
Вероятность обнаружения неисправности хотя бы одного объекта (квартиры) обозначим через Qt. При обследовании объектов, согласно формуле (27), может иметь место одна из 6+1 комбинаций противоположных событий — наличие или отсутствие неисправностей:
. . , , k(k— 1) (6 — 2). ..[6 — (п— 1)1
Р = Pk + kp^q + - - - +----о 1----------------- X
1 • & • О , , . п
X pk~n q"- +... + kpqk—i + qh, где qh'—вероятность комбинации, в которой событие ~ неисправности в партии обследуемых объектов — содержится k раз; kpq^—1 — вероятность комбинации, в которой событие — неисправность объекта имеется — содержится k—1 раз; kpk~'q — вероятность комбинации, в которой событие — неисправность объекта обнаружена — содержится 1 раз; рк— вероятность комбинации, в которой неисправности объекта не обнаружено.
Очевидно, что из условия постановки задачи из всех &+I нас интересуют k комбинаций (без члена суммы pk), содержащих неисправность не менее одного раза.
Поскольку полная сумма всех членов разложения
40
(27) равна единице, то интересующая нас вероятность— обнаружение неисправности хотя бы одного объекта — может быть получена из выражения
Qi = 1 — pki ио р = 1 —
тогда
Qi = 1 - (1 -9)< (1-^ = 1-^. (30)
После логарифмирования получим:
Окончательно имеем формулу для определения числа обследуемых объектов, при котором будет обнаружено не менее одной неисправности:
* = lg(l-Qi)/lg(l-<7), (31)
где k — число объектов, которые необходимо обследовать для выявления ие меиее одной неисправности с заранее заданной вероятностью появления такой комбинации Qi; q — вероятность отказа объекта (прибора) на момент обследования.
Рассмотрим для примера следующую задачу. Состояние приборов в квартире соответствует ранее рассмотренному примеру. Требуется определить, какое число квартир необходимо осмотреть, чтобы с вероятностью Qi=0,99 обнаружить не менее чем в одной из них неисправность. Имеем <7=0,036; Qi=0,99. Требуемое число определяем по формуле (31), подставив значения Qi и q-
A = lg(l —0,99)/lg(l —0,036) « 126.
Для обнаружения неисправности хотя бы в одной из обследованных квартир при заданных условиях необходимо осмотреть 126 квартир.
Приведенный пример показывает низкую эффективность выполнения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту элементов зданий путем случайного поиска неисправностей. Зная параметры срока службы обслуживаемых элементов (среднее значение, среднеквадратичное отклонение), можно определить оптимальные объемы загрузки рабочих по осмотру конструкций и инженерных систем в зависимости от продолжительности их эксплуатации.
Для определения объема загрузки рабочих, занятых осмотрами элементов зданий и выполнением работ по Устранению выявленных неисправностей, приведем формулы расчета вероятности обнаружения неисправности не менее того числа элементов, которое соответствует средней производительности рабочего. Расчетами установлено, например, что средняя произ
41
водительность рабочих-слесарей по ремонту и наладке санитарно-технического оборудования квартир составляет четыре прибора в смену. Производительность рабочих, осуществляющих обслуживание других элементов зданий, следует определять расчетным путем на основании действующих норм и расценок на ремонтно-строительные работы. При этом следует дополнительно учитывать время на переходы от объекта к объекту при осуществлении осмотра, включая те, где неисправность не будет обнаружена.
Формулы для определения вероятности обнаружения двух, трех и четырех неисправностей:
= 1 — [~b2~ pk~- ч2 + fy’*-1 ? + ;
„ , ffe(fe-l)(fe-2) ь , , , k(k-Y) b ,
Qt = 1 — -------------p 3 q + —гт,— p - ? +
I 1 • Z. • V
1-2
+ kp*-1 q + pk
где Qs, Q3, Qt — вероятность обнаружения заданного числа неисправностей; k — число обследуемых объектов (элементов); р— вероятность безотказной работы элемента на момент обследования; 9= 1—р.
Формулы для расчета вероятности обнаружения пяти (Qs), шести (Qe), n(Qn) неисправностей здесь не приводятся, хотя их легко получить по аналогии с предыдущими формулами.
Определим вероятность обнаружения четырех неисправностей, применяя для этого метод осмотров и определения необходимого объема работ по восстановлению работоспособности приборов. Вероятность отказа прибора применяют на основании ранее рассмотренного примера q=0,036. Если в среднем на осмотр одной квартиры тратится 10 мин, а время на переходы из квартиры в квартиру составляет 20 мин, то среднее число квартир, которое может осмотреть рабочий (без устранения неисправностей), будет равно &=8/0,5= = 16 квартир в смену.
Приняв среднюю производительность рабочего по устранению данного вида неисправностей четыре квартиры в смену, определим вероятность того, что при осмотре 16 квартир в четырех из них будут обнаруже
42
ны неисправности. Имеем k—16; т=12- п—4; q= = 0,036; р= 1—0,036=0,964.
’ 16-15-14 16-15
Qi = 1 — — - 0,964»• 0,0 363 -{-— 0,96414-0,03624-
1•о 1-2
+ 16 0,9644-0,036 4- 0,96416 = 0,0026.
Значит, в 26 случаях из 10 000 можно ожидать обнаружения неисправностей не менее чем в четырех квартирах.
Помимо низкой эффективности труда наиболее существенные недостатки системы послеосмотрового технического обслуживания и ремонта вытекают из метода планирования работ по технической эксплуатации, который положен в ее основу. Планирование ремонтов по этой системе выполняют на основе данных о состоянии строительных конструкций и оборудования, полученных в результате осмотра зданий. В этом случае точность планов ремонта и их соответствие действительной потребности полностью зависят от объективной оценки состояния элементов здания. Но нетрудно доказать, что эта оценка является субъективной и зависит от квалификации работника, обследующего здание. Для постановки здания на ремонт необходимо минимальное время для проектирования и подготовки к производству работ. Это время, как установлено практикой, равно 20 мес. Но за этот период может значительно измениться техническое состояние элементов здания и полученные в ходе осмотра данные, положенные в основу составления проектно-сметной документации, окажутся устаревшими, поэтому годовые планы капитального ремонта, составленные по данным осмотров, ие отражают действительной потребности в ремонте.
Если проанализировать кривую отказов элементов здания за весь срок службы здания (рис. 6), можно Выделить три характерных периода: / — период приработки, когда отношение числа отказов в единицу времени к общему количеству элементов здания данного tuna — интенсивность отказов — определяется выходом из строя бракованных или дефектных элементов; II— нормального износа, когда интенсивность отказов определяется случайными резкими превышениями действующих нагрузок или факторов окружаю-
43
Рис. 6. Зависимость интенсивности отказов элементов здания от срока службы
период приработки; II — то же, нормального износа; III —го же, ускоренного износа
щей среды против расчетных; III — ускоренного износа, вызванного снижением сопротивления материала конструкций действию нормативных нагрузок и окружающей среды с учетом физического износа и старения материала за весь период эксплуатации. Следует заметить, что в III периоде действуют также факторы II периода.
Очевидно, если выполнить мероприятия технического обслуживания и ремонта в момент, предшествующий началу III периода, то можно свести к минимуму интенсивность отказов на дальнейшем этапе эксплуатации данного вида элементов. Можно заметить, что указанный момент соответствует точке А на рис. 5 йн-интегральной кривой функции распределения сроков службы.
Таким образом, можно сделать вывод, что для предупреждения роста интенсивности отказов элементов здания необходимо обеспечить выполнение мероприятий планово-предупредительного ремонта в сроки, предшествующие началу роста вероятности отказа. Математическое выражение для определения этого момента:
Трем I'x ЗсТд;, (32)
где Трем — межремонтный срок службы здания; Тх — среднее значение срока службы, определяемое по формуле (18); о* — среднеквадратичное отклонение сроков службы, определяемое по формуле (20).
44
. Производство ремонтно-наладочных работ раньше и позже этого срока нецелесообразно. В первом случае ремонтные работы связаны с недоиспользованием эксплуатационных возможностей (ресурса) элементов здания; во втором случае производство работ в здании будет осуществляться в -момент, когда интенсивность отказов элементов и инженерных систем, прогрессирующе возрастает, что недопустимо. Следовательно, основой правильной организации технической эксплуатации зданий должно быть строгое соблюдение системы планово-предупредительного ремонта. Сроки ремонтных работ устанавливают в зависимости от долговечности конструктивных элементов и инженерных Систем, обусловленной условиями эксплуатации, действующими нагрузками и интенсивностью влияния факторов окружающей среды. На основании статистических данных об отказах данного типа элементов, эксплуатируемых в аналогичных условиях, срок службы рассчитывают по формуле (18). Межремонтный цикл определяют сроком наименее долговечного элемента. При этом в каждый очередной плановый ремонт этого элемента будут ремонтировать также другие элементы, срок службы которых к данному моменту будет соответствовать межремонтному сроку, или для которых такой ремонт необходим по техническому состоянию частей здания. Таким образом, каждый очередной ремонт зданий предусматривает ремонт комплекса элементов, в этом случае для каждого очередного планового ремонта комплекс ремонтируемых элементов будет отличаться от предыдущего.
Основные особенности системы планово-предупредительного ремонта:
вся основная потребность элементов здания в ремонте удовлетворяется за счет плановых ремонтов каждого здания, проводимых периодически через установленный межремонтный период; последовательно чередующиеся плановые мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту зданий (текущий ремонт, регулировочно-наладочные осмотры, плановый капитальный ремонт) образуют периодически повторяющийся межремонтный цикл;
каждый плановый ремонт выполняется в объеме, восполняющем износ элементов здания, который явил
45
ся следствием их эксплуатации в течение периода, предшествовавшего ремонту, и обеспечивающем нормальную безотказную работу здания до следующего очередного планового ремонта, срок которого наступит через определенный, заранее установленный расчетный срок;
объем работ, который необходимо выполнять в процессе технического обслуживания и ремонта зданий, в основном зависит от:
ремонтопригодности элементов зданий, их конструктивной сложности, объемов жилой площади, а также эксплуатационных качеств конструкций, инженерных систем и оборудования зданий;
условий эксплуатации зданий (применяемых при эксплуатации технологических режимов, квалификации эксплуатационного персонала, наличия материалов и средств механизации для эксплуатационных процессов, выполнения требований по техническому обслуживанию элементов зданий и других факторов, определяющих уровень ремонтно-наладочных работ);
продолжительности эксплуатации здания без ремонта.
Из сказанного следует, что если здания эксплуатируются в нормальных условиях (обеспечивается выполнение правил содержания элементов здания, качество ремонтных работ отвечает правилам производства ремонтно-строительных работ), то объем ремонтных работ зависит в основном от двух факторов: ремонтопригодности элементов зданий и продолжительности их эксплуатации без ремонта.
Характер и степень влияния на объем ремонтных работ каждого фактора неодинаковы. Для одного и того же здания влияние ремонтопригодности носнт постоянный характер. Влияние на объем ремонтных работ второго фактора — продолжительности эксплуатации здания без ремонта —имеет переменный и прогрессивный характер. Если ремонт производят несвоевременно, то износ элементов начинает резко прогрессировать, что вызывает увеличенный объем ремонтных работ для восстановления работоспособности элементов здания. Другими словами, чем больше нарушаются сроки производства ремонтных работ против плановых, тем больше и стоимость мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий, необходимых для
46
обеспечения нормальных эксплуатационных свойств. Это дает основание сделать следующие выводы:
1. При производстве работ по техническому обслу-живанйю и ремонту в сроки, рассчитанные исходя из необходимости предупреждения преждевременного отказа элементов здания, объем и стоимость ремонтов одного и того же элемента становятся величинами практически постоянными. Изменение объемов и стой-, мости очередных мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий может происходить только за счет того, что при каждом из них меняется количество одновременно ремонтируемых разноименных элементов, срок службы которых к данному моменту требует проведения ремонтно-наладочных работ.
2. Если периоды проведения плановых мероприятий по технической эксплуатации выбраны не произвольно, а установлены как оптимальные (32), то общий объем ремонтных работ и его стоимость для данного жилого микрорайона будут минимальными.
Таким образом, система планово-предупредительных мероприятий по технической эксплуатации жилищного фонда не только позволяет четко планировать ремонтные работы, но и делает ее наиболее эффективной по сравнению с другими методами технического обслуживания и ремонта, побуждая эксплуатационный персонал осуществлять мероприятия эксплуатации зданий как в части их технического обслуживания, так и улучшения эксплуатационных свойств строительных конструкций и инженерных систем, повышения их износостойкости при очередных ремонтах. При замене элементов, срок службы которых к моменту ремонта истек, добиваются повышения их долговечности с таким расчетом, чтобы межремонтный срок вновь установленного элемента был равен или кратен межремонтному сроку службы здания.
Однако необходимо иметь в виду, что производство работ по планово-предупредительному ремонту не исключает полностью наличия дефектов и отказов в межремонтный период. В этом промежутке времени имеется (хотя и малая) вероятность отказа элементов здания, что обусловливает необходимость ремонта в период между очередными плановыми ремонтами (выборочный ремонт), а также неплановых ремонтно-регу
47
лировочных и восстановительных работ, вызванных случайными отказами и дефектами.
При четкой системе планово-предупредительного ремонта расходы на непредвиденный ремонт, как правило, не превышают 30 % всех расходов на ремонтные работы.
Чтобы устранить дефекты для предупреждения перерастания их в отказы, в систему планово-предупредительных ремонтов включают регламентированное ^плановое) проведение общих, охватывающих все здание, и частных осмотров. В процессе осмотров устраняют дефекты и неисправности и выполняют регулировочно-наладочные работы.
После стихийного бедствия осматривают элементы здания, которые наиболее подвержены данному фактору окружающей среды.
Ранее было показано, что система планово-предупредительного ремонта предусматривает комплекс работ по восстановлению эксплуатационных свойств конструкций, межремонтный срок которых к началу очередного ремонта истек или близок к нормативному. В процессе производства плановых капитальных ремонтов выполняют работы по текущему ремонту.
Как уже отмечалось, межремонтный период здания определяется сроком службы наименее долговечного элемента. Значения средних сроков службы элементов зданий приведены в положениях о проведении планово-предупредительных ремонтов. Однако эти значения являются ориентировочными и не могут служить для планирования мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту конкретных жилых" массивов, так как условия эксплуатации, интенсивность воздействия нагрузок и окружающей среды на элементы здания зависят от географического их местоположения, состояния атмосферной среды, уровня организации строительства жилых и общественных зданий, которые даже в одном городе для разных микрорайонов различны.
Для определения межремонтного цикла каждого элемента здания необходимо знать помимо среднего значения срока службы его среднеквадратичное отклонение с учетом указанных выше особенностей микрорайона.
Наиболее точно сроки службы зданий можно определить по данным кривой распределения отказов, пост-
49
роенной на основании статистических данных достаточно большого количества элементов данного типа, эксплуатируемых в аналогичных условиях. Такой способ определения долговечности конструкций основан на предположении, что сроки службы элементов зданий и инженерных систем имеют нормальное распределение (22).
Наблюдениями устанавливают накопленную частоту отказов элементов данного типа Qi, Q2, ..., Qn за промежутки времени от начала эксплуатации элементов X], х2, ..., хп. По накопленной частоте (опытной вероятности) на с. 50 находят соответствующее значение t. Установлено, что с некоторым допущением точки с координатами (хь Л); (х2, ^г); (-^n, tn) в системе
прямоугольных координат укладываются на линию, близкую к прямой. Сильное отклонение точек от прямой говорит об ошибках и недостаточном объеме выборки данных об отказах.
Используя свойство совокупности данных об отказах, можно графически найти приближенное значение Т- и Ох. Для этопина оси абсцисс графика (рис. 7) отложим значения продолжительности эксплуатации элементов Xi, а на оси ординат — полученное значение квантилей [нормированное (стандартизованное) отклонение конкретного значения срока службы от его среднего значения] В плоскости графика нанесем точки, полученные путем обработки статистических данных об отказах, и проведем наиболее близко расположенную к ним прямую.
Координата точки пересечения прямой с осью абсцисс будет соответствовать среднему сроку службы Т- элемента здания; котангенс угла наклона прямой к оси абсцисс соответствует численному значению среднеквадратичного отклонения ox=ctg<p.
Аналитическое определение среднего срока службы и среднеквадратичного отклонения основано на использовании способа наименьших квадратов, для чего напишем уравнение конкретного срока службы некоторого элемента данного типа:
(33)
Параметры 7- и уравнения прямой (33) находим из систем' уравнений:
4—370 49
СРОК СЛУЖБЫ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЯ
Рис. 7. Графический метод определения сроков службы элементов зданий
— iT- 1®х\
-S Х( ~ tT- t i “h ti Ox
(34)
для которой сумма квадратов отклонений координат данных (установленных по результатам статистических обследований) точек от координат соответствующих точек прямой имеет наименьшее значение.
Поясним изложенное на примере расчета среднего срока службы рулонного покрытия кровли здания. Данные обследования т= = 3248 м2 кровель приведены в таблице:
i Продолжительность эксплуатации до отказа х., мес Количество п рулонного ковра, отказавшего на момент х., м2 Накопленная (интегральная) вероятность отказа кровли Q^F(x) ~п/т Вероятность безотказной работы Квантиль нормального распределе- ния,
1 103 64 0,0188 0,9812 -2,08 '
2 104 126 0,0380 0,9620 — 1,78
3 105 184 0,0566 0,9434 — 1,59
4 106 251 0,0773 0,9277 — 1,42
5 107 328 0,1010 0,8990 — 1,28
6 108 392 0,1207 0,8793 — 1.17
7 109 476 0,1466 0,8534 -1,05
Вероятность отказа Qi-F(x} определяют по количеству п отказавшего рулонного ковра на момент обследования, а также с учетом ранее отказавшего.
Система уравнений Xi = T-—tia* применительно к рассматрн, ваемому примеру будет иметь следующий вид:
103 = 7- — 2,08<т ;
X X
50
104 = 7- — 1,78а .
X X >
105 = T- — 1,59a ;
X X
106 = 7- — 1,42a ; X X
107 = 7- — 1,28a ;
X X
108 = 7- — 1,17a ; X X
109 = 7- — 1,05a . X X
Сложив почленно полученные уравнения, получим:
742 = 77-— 10,37a , 7-= (742 + 10,37a )/7.
XXX X
Умножив почленно приведенные выше уравнения иа соответствующие коэффициенты при а*, найдем систему новых уравнений;
214,24 = 2,087-— 4,326a ; X X
185,12= 1,787- —3,268a ; X X
166,95 = 1,597- — 2,528a ;
X X
150,52= 1,427-— 2,016a-; X X
136,96 = 1,287- — 1,638a ; х х
126,36= 1,177- — 1,369a ; X X
114,45= 1,057- — 1,103a . X X
После сложения этих уравнений и подстановки вычисленного ранее значения 7- имеем;
1094,60= 10,37 (742-Ь 10,37ах)/7 — 16,148
НЛП
5,4991аж == 32,34, отсюда аж=5,9 мес.
Подставив значение а* в выражение для 7-, найдем
7- = (742+ 10,37-5,9)/7 = 114,7 мес.
На основании расчета средний срок службы рулонного кровельного ковра равен примерно Т-& 115 мес, а среднеквадратичное отклонение а»=5,9 мес. Определим срок замены рулонного ковра, при котором вероятность безотказной его работы будет равна р= =0,9986. Такая вероятность безотказной работы из-за отказов вследствие износа может быть достигнута, если кровельное покрытие заменить в момент, соответствующий значению 7рем=7-—Зах. В нашем примере Т₽ем= 115—3 -5,9=97 мес =8 лет,
4*
51
До сих пор рассматривались обоснования методов и сроков работ, необходимость которых вызывается нормальным износом конструкций. Вместе с тем ранее указывалось, что в процессе эксплуатации каждый элемент или система могут отказать как вследствие нормального износа, так и из-за внезапных превышений действий нагрузок или факторов окружающей среды. В качестве параметров отказов принята интенсивность отказов, характеризующая возможность (опасность) выхода из строя данного элемента в единицу времени. Размерность этого параметра ч-1 (мес-1, год-1).
Установлено, что плотность распределения отказов (см. рис. 6) описывается математической зависимостью
f(/) = Xe~w, (35)
где е — основание натуральных логарифмов, е=2,71828; X — интенсивность отказов, определяемая на основании статистического учета отказов жилищно-эксплуатационной организации.
Наряду с этим интенсивность отказов связана математической зависимостью с вероятностью безотказной работы и плотностью распределения отказов, формула которой имеет вид:
Х(0 (36)
Таким образом, зная плотность распределения и вероятность безотказной работы элементов данного типа [f(t) и можно определить интенсивность отказов на данном промежутке времени.
Для второго периода эксплуатации (см. рис. 6) плотность распределения отказов имеет математическое выражение (35), а вероятность безотказной работы может быть вычислена по закону
Р(/)=е-и. (37)
Тогда на протяжении этого периода интенсивность отказов, согласно (36), находят по формуле
. X (0 = U~ule~u = X,
т. е. интенсивность отказов на втором периоде эксплуатации элементов постоянна и не зависит от времени t эксплуатации; только с началом третьего периода интенсивность отказов резко возрастает с увеличением срока службы.
Учитывая свойство параметра потока отказов на
52
втором периоде эксплуатации, для устранения возникающих отказов при эксплуатационных подразделениях создают аварийно-диспетчерские службы, (см. §26).
Число внезапно возникающих отказов можно снизить при проведении осмотров в сроки, обеспечивающие наибольшую вероятность обнаружения и устранения дефектов, с целью предупреждения перерастания их в отказы.
Известно, что всякому отказу, как правило, предшествует дефект, который в течение определенного времени может перерасти в отказ. Если в течение этого времени дефект будет обнаружен и устранен, то отказа не произойдет. Но дефекты возникают вследствие воздействия на элемент зданий случайных факторов, интенсивность которых значительно превышает предусмотренные проектом или техническими условиями величины. Следовательно, заранее определить моменты проведения осмотров для устранения возникающих дефектов и предупреждения перерастания их в отказы невозможно.
Вместе с тем найдены математические зависимости, которые максимизируют вероятность устранения наибольшего числа возникающих дефектов при максимально возможном (оптимальном) интервале между осмотрами.
Математическое выражение для расчета оптимального периода между осмотрами имеет вид:
^ОСМ = (1П — 1П ^s)/(*1 ^2) > (38)
где А-1 — суммарная интенсивность дефектов и отказов, зарегистрированных в диспетчерской службе эксплуатационной организации и в процессе проведения осмотров элементов здаинй, ч~*; Х2—интенсивность отказов, поступивших в диспетчерскую службу (дефекты, которые не были обнаружены в процессе осмотра и переросли в отказы), ч_|. •’
Рассмотрим пример определения времени между очередными осмотрами, если по записям регистрации отказов и отчетным данным результатов проводимых осмотров систем горячего водоснабжения в жилищно-эксплуатационной организации получены следующие данные: A,i=0,004 ч-1; Х2=0,00001 ч-1.
Отимальное значение периода между осмотрами определим по формуле
/осм= (|п0,00001 —1п0,004)/(0,00001 —0,004)= 1504 ч = 62дн.
Следовательно, наибольшее число дефектов можно устранить при данных параметрах интенсивности отказов и дефектов, если осмотры производить через 1504 ч эксплуатации, или через 62 дн.
53
Важным элементом планирования технических осмотров конструкций и инженерных систем является расчет последовательности осмотра, которая должна обеспечить наибольшую вероятность обнаружения дефектов в здании, подвергающемся осмотру первым (см. пример расчета).
Ранее мы установили, что в период нормальной эксплуатации (см. рис. 6) вероятность отказа элементов зависит не от момента отсчета времени, а только от длины отрезка времени, за который рассматривается вероятность безотказной работы элемента. Поскольку каждому отказу предшествует дефект, то интенсивность появления дефектов на периоде нормальной эксплуатации не зависит от начала отсчета времени. Следовательно, вероятность отказа или дефекта в основном будет определяться износом системы или элементов, для которых рассматривается очередность осмотра.
Для определения последовательности осмотра элементов зданий, обеспечивающей наиболее высокую вероятность обнаружения и устранения дефектов и отказов, используют метод расчета, основанный на следующих допущениях.
При неупорядоченной схеме осмотра вероятность обследования каждого элемента здания зависит от размеров жилой площади или числа элементов данного типа, находящихся в эксплуатации. Вероятность появления дефекта в обследуемой системе или конструкции завидит от их физического износа. Этот принцип иллюстрируется примером расчета последовательности осмотра систем горячего водоснабжения микрорайона (рис. 8).
Результаты расчета показывают, что первым следует осмотреть корпус 7, так как в этом случае вероятность обнаружения дефекта или отказа Qi имеет наибольшее значение.
Первоочередное устранение дефектов в зданиях, имеющих наибольший физический износ, обеспечивает более высокую эффективность использования рабочего времени при организации осмотров элементов здания, повышает их безотказность за счет устранения дефектов и предупреждения перерастания в отказы.
54
УЛ. КОТОВСКОГО
Рис. 8. Схема последовательности осмотра элементов зданий
Пример расчета
| № корпуса 1 Размер эксплуатируемой площади м’ prFi’ 10 I'SSt ;=i Физический износ % ?2=й2/юо Pi 0i Ог=Рг?г/ 10 Очередность осмотра
1 4885 0,074 21,2 0,212 0 015 0,0789 5
2 7270 - 0,112 18,1 0,181 0,020 0,1052 2
3 4885 0,074 25,3 ,253 0,018 0,0947 4
4а 4885 0,074 20,4 0,204 0,015 0,0789 6
46 4885 0,074 20,6 0,206 0,015 0,789 7
4в 4885 0,074 19,8 0,198 0,010 0,0526 12
5 6705 0,103 19,3 0,193 0,019 0,1000 3
6 4885 0,074 20,2 0,202 0,014 0,0736 8
7 7270 0,112 19,8 0,198 0,022 0,1157 1
8 4951 0,076 19.6 0,196 0,014 0,0736 9
9 4951 0,076 19,4 0,194 0,014 0,0736 10
10 4951 0,076 19,3 0,193 0,014 0,0736 11
2 65408 0,999 __ — 0,190 1,0000 —
55
§ 6. Эксплуатационные требования к зданиям, их конструкциям и оборудованию.
Методы контроля эксплуатационных свойств
В Новой редакции Программы Коммунистической партии Советского Союза, принятой XXVII съездом КПСС, подчеркивается: «В центр экономической политики партии и всей практической работы выдвигается задача всемерного повышения технического уровня и качества продукции... Повышение ее качества — надежный путь более полного удовлетворения потребностей страны в необходимых изделиях и растущего спроса населения на разнообразные товары. Низкое качество, брак — это растрата материальных ресурсов и труда народа»1. Вот почему вопросы контроля качества строительства и ремонта зданий как продукта наиболее массового потребления приобретают сейчас особую актуальность.
Каждое здание должно удовлетворять эксплуатационным, техническим, экономическим и архитектурнохудожественным требованиям. Функционально здание должно быть целесообразным, т. е. наиболее полно отвечать своему назначению, соответствовать заданным санитарно-гигиеническим, экономическими и другим условиям его эксплуатации в течение нормативного срока службы. Для обеспечения таких требований на стадии проектирования выбирают соответствующее число помещений необходимых размеров, оборудования, путей эвакуации и транспорта, энергоснабжения и других инженерных систем и устройств. Для создания заданных эксплуатационных свойств необходимы правильный учет природно-климатических условий, соответствующая ориентация здания по сторонам света, расчет инженерных и санитарно-технических систем с учетом технологических процессов, на которые рассчитано здание, оборудование средствами связи, нормативная освещенность помещений, соответствующий температурно-влажностный режим и т. д. Помещения театров, концертных залов должны иметь хорошую акустическую характеристику.
В некоторых зданиях следует специально учитывать’ динамические воздействия оборудования на стро-
• Программа Коммунистической партии Советского Союза. Новая редакция — М.: Политиздат, 1986. — 79 с.
56
ительные конструкции или исключение такого воздействия на установленное лабораторное оборудование, поддерживать стабильные параметры температурновлажностного режима (кондиционирования), повышенную огнестойкость и взрывобезопасность здания в целом и его отдельных конструкций, их газо-, воздухе- и паронепроницаемость.
В техническом отношении здание и его элементы должны отвечать требованиям прочности, устойчивости, надежности и огнестойкости. Прочность и устойчивость здания зависят от прочности и устойчивости его конструкций, надежности их совместной работы, обеспечивающей пространственную жесткость, а также от несущей способности основания.
Долговечность здания обеспечивается применением для несущих конструкций морозо-, влаго-, био- и коррозионно-устойчивых материалов либо соответствующей защитой недостаточно стойких материалов.
Противопожарные требования, предъявляемые к зданиям, устанавливают степень огнестойкости самого здания, которая определяется группой возгораемости и пределом огнестойкости его основных конструкций в зависимости от функционального назначения здания, пожарной опасности производства и др.
Экономичность здания характеризуется объемом капитальных затрат на строительство и суммой эксплуатационных затрат за нормативный срок службы.
В соответствии с архитектурными требованиями здание должно быть художественно выразительным. Архитектурно-художественная выразительность здания определяется его функциональным назначением и отражает национальные архитектурные формы и традиции— отвечает принципу единства формы и содержания.
Эксплуатационные требования подразделяются на общие и специальные. Общие требования предъявляются ко всем зданиям, специальные — к определенной группе зданий, отличающихся спецификой назначения или технологией производства. Общие и специальные эксплуатационные требования содержатся в нормах и технических условиях на проектирование определенных групп зданий. Специальные индивидуальные требования, определяемые спецификой назначения или
57
конструктивного решения, отражаются в техническом задании на проектирование.
При выработке индивидуальных эксплуатационных требований к зданию определенного назначения исходят из соответствия принятых решений по объемнопланировочным и конструктивным схемам в процессе проектирования технологическим процессам, для которых проектируется здание. При проектировании зданий необходимо выбрать такие объемно-планировочные и конструктивные решения, которые предусматривают минимальные затраты на техническое обслуживание и ремонт его конструкций и инженерных систем. Для этого при проектировании зданий следует выполнить ряд требований, среди которых наиболее важными являются следующие:
мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту зданий должны осуществляться наиболее простыми и экономичными методами;
взаимосвязанные конструктивные элементы при проектировании должны иметь одинаковые или близкие по значению межремонтные сроки службы;
конструктивные элементы и инженерные системы должны обладать достаточной безотказностью, быть доступными Для выполнения ремонтных работ, устранения возникающих неисправностей и дефектов, регулировки и наладки в процессе эксплуатации;
здание должно иметь устройства и приспособления, необходимые для его нормальной эксплуатации, включая набор помещений для размещения эксплуатационного персонала, и отвечать общим и специальным требованиям соответствующих нормативных документов.
Выполнение перечисленных требований обязательно проверяют при приемке зданий в эксплуатацию. Порядок приемочного контроля регламентируется соответствующими главами СНиПа. При приемке полносборных жилых зданий необходимо руководствоваться также «Методическими указаниями по техническому обследованию полносборных жилых зданий», разработанными АКХ им. К. Д. Памфилова (М.: Стройиздат, 1974, —62 с.).
Приемке в эксплуатацию государственными комиссиями подлежат вновь построенные, реконструированные или капитально отремонтированные предприятия, жилые дома, общественные и административные зда
58
ния, отдельные комплексы этих зданий, новые микрорайоны и кварталы, а также инженерные, транспортные и другие сооружения.
Приемку законченного строительством здания осуществляют в два этапа:
рабочими комиссиями заказчика — от генерального подрядчика;
государственными приемочными комиссиями — от .заказчика^
С 1988 г. введена также государственная приемка жилых и других зданий.
Рабочие комиссии создаются заказчиками не более чем за пять дней после получения письменного извещения генерального подрядчика о готовности объекта к приемке, а также оборудования к комплексному опробованию и приемке в эксплуатацию. В состав рабочей комиссии входят представители заказчика (председатель), эксплуатационной организации, генерального подрядчика, субподрядных организаций, проектной организации, профсоюзной организации, технической инспекции профсоюза, органов государственного санитарного и пожарного надзора.
Рабочие комиссии обязаны:
проверить готовность предъявленных к приемке в эксплуатацию законченных строительством зданий и сооружений, оборудования, а также определить соответствие проекту выполненных строительно-монтажных работ и их качество;
требовать контрольных проверок и испытаний отдельных строительных конструкций, использованных материалов, смонтированного оборудования и установок для выявления их надежности и соответствия проектным решениям.
Генеральный подрядчик обязан своевременно подготовить и представить рабочей комиссии следующие документы:
список участвующих в строительстве организаций с указанием выполнеиых ими работ и фамилиями инженерно-технических работников, ответственных за каждый вид работы;
акты промежуточной приемки ответственных конструкций и акты на скрытые работы, журналы производства работ, паспорта и использованные в строительстве изделия, материалы и оборудование,
59
лабораторные анализы, справки и другие документы, подтверждающие соответствие выполненных работ проекту и требованиям СНиПа;
комплект рабочих чертежей на строительство предъявляемого к приемке объекта с изменениями, внесенными в процессе строительства;
акты гидравлического испытания и приемки систем водоснабжения, канализации, газоснабжения, центрального отопления и других санитарно-технических систем;
акты приемки систем вентиляции, противопожарного оборудования, электросилбвых, осветительных и слаботочных устройств, а также лифтовых установок;
акты промежуточных испытаний, опробования или приемки установленного оборудования;
заключение технического инспектора советов профсоюзов о возможности ввода в эксплуатацию отдельных вспомогательных сооружений (ЦТП, отдельно стоящих насосных станций и других объектов, ввод которых в эксплуатацию производится на основании решений рабочих комиссий).
После проверки проектной и технической документации рабочая комиссия детально осматривает предъявленное к сдаче здание. Выявленные в процессе осмотра объекта отступления от проекта и дефекты заносятся в ведомость и прилагаются к акту комиссии. Комиссия определяет сроки устранения выявленных недостатков и назначает ответственных исполнителей. При наличии неудовлетворительных оценок по качеству выполненных работ рабочая комиссия не принимает здание для предъявления его к сдаче в эксплуатацию.
Для крупнопанельных и полносборных зданий общую оценку монтажа элементов и конструкций определяют с учетом оценок, указанных в актах промежуточной приемки смонтированных этажей. Если по результатам работы рабочая комиссия установила, что выявленные дефекты могут быть устранены в течение не более пяти дней, здание принимают в эксплуатацию для последующего предъявления государственной приемочной комиссии, о чем составляют соответствующий акт. С момента подписания рабочей комиссией свод
60
ного акта всю проектно-сметную документацию передают заказчику.
Государственная приемочная комиссия по приемке в эксплуатацию жилых домов, общественных и административных зданий независимо от их сметной стоимости и ведомственной принадлежности назначается исполкомами городских Советов народных депутатов на основании совместного письменного сообщения заказчика и генерального подрядчика о готовности объекта к сдаче в эксплуатацию с представлением справки организации, на которую возложена дальнейшая эксплуатация здания, о ликвидации недоделок и дефектов, отмеченных рабочей комиссией.
В состав Государственной комиссии по приемке жилых и общественных зданий входят представители: Госархстройконтроля, заказчика, организации, на которую возлагается эксплуатация здания, проектной и строительной организаций, органов пожарного и санитарного надзора, профсоюзной организации. Председатель Государственной приемочной комиссии назначается решением исполкома городского Совета народных депутатов.
Акт государственной приемки жилых и гражданских зданий утверждает в срок не более пяти дней орган, назначивший приемочную комиссию. Утвержденный акт Государственной приемочной комиссии служит основанием для закрытия заказчиком в банке финансирования объекта.
Для наиболее объективной оценки эксплуатационных свойств вновь построенного здания, а также обнаружения скрытого дефекта в элементах принимаемого здания рекомендуется до назначения Государственной комиссии производить инструментальный контроль соответствия выполненных работ требованиям СНиПа, ТУ и проектной документации. Инструментальное обследование зданий, как правило, выполняет специализированная организация, оснащенная необходимым набором инструментов и приборов. Отдельные эксплуатационные свойства зданий проверяют представители санитарного и пожарного надзора. Государственный санитарный надзор за соблюдением санитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических правил установлен постановлением Совета Министров СССР от 31 мая 1973 г. № 361. Он
61
осуществляется органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения СССР и министерств здравоохранения союзных республик. Этим же постановлением утверждено «Положение о Государственном санитарном надзоре в СССР».
Основной задачей Государственного санитарного надзора является проверка выполнения мероприятий, направленных на ликвидацию и предупреждение загрязнения внешней среды (водоемов, почв и атмосферного воздуха) вредными выбросами и хозяйственнобытовыми отходами, оздоровление условий труда и быта населения. Органы и учреждения санитарно-эпидемиологической службы контролируют также соблюдение санитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических правил и норм при проектировании, строительстве, реконструкции зданий, а также благоустройстве территорий домовладений. В проектах на строительство зданий должны быть предусмотрены специальным разделом мероприятия по охране окружающей среды.
Государственный пожарный надзор осуществляют службы Министерства внутренних дел СССР и министерств внутренних дел союзных республик. Органы пожарной охраны проверяют выполнение требований противопожарной безопасности при проектировании и строительстве зданий и сооружений, производят опробование средств и устройств пожаротушения и обеспечения безопасной эвакуации граждан из зданий на случай пожара.
Другие эксплуатационные свойства принимаемых зданий оцениваются следующими параметрами (рис. 9):
прочностью конструктивных элементов;
теплозащитными характеристиками ограждающих конструкций;
звукоизоляционными свойствами ограждений помещений;
герметичностью стыковых соединений и гидроизоляционными характеристиками кровельных покрытий и междуэтажных перекрытий, разделяющими помещения с влажными технологическими режимами;
освещенностью помещений;
Рис. 9. Классификация методов и средств оценки эксплуатационных свойств элементов зданий
62
63
состоянием воздушной среды в помещениях! влажностью материала конструкций.
Указанные параметры не дают полной характеристики эксплуатационных свойств здания и могут быть дополнены инструментальным обследованием точности монтажа конструкций, состояния оснований, фундаментов и др. Инструментальный контроль выполняют и в том случае, если приемочная комиссия установила, что предъявленные генеральным подрядчиком акты на скрытые работы не соответствуют фактическому состоянию конструкций.
Необходимость в определении прочности конструкций возникает при наличии внешних признаков нарушения прочности и устойчивости несущих конструкций (прогибы, выпучивания, трещины, отслоения и другие деформации).
Для измерения прогибов и раскрывающихся под нагрузкой трещин при приемке зданий и в процессе технической эксплуатации используют механические, оптико-механические, электрические и комбинированные контрольно-измерительные приборы.
Наиболее простые и часто применяемые приборы измерений прогибов и раскрытия трещин — механические.
Электрические приборы по сравнению с механическими обладают более высокой точностью, ими можно измерять деформации в нескольких точках конструкции одновременно с индикацией результатов измерения с помощью дистанционных телемеханических устройств.
Прогибы замеряют с помощью нивелиров, при этом для измерений внутри помещений применяют нивелиры со специальной насадкой. Однако для получения более точных результатов используют прогибомеры П-1 (рис. 10), Максимова (рис. 11), мессуры (рис. 12) и др.
Для измерений прогибов конструкций от действия статических нагрузок используют прогибомер Максимова и мессуры. Прогибомер П-1 в этом случае применять нельзя по условиям техники безопасности.
При использовании прогибомера Максимова к обследуемой конструкции в месте, где требуется измерить прогиб, прикрепляют стальную проволоку диаметром 0,4 мм и дважды обматывают ею барабан про-
64
Рис. 10. Прогибомер П-1
1 — мерный диск; 2 — металлическая трубка; 3 —стеклянная трубка со шкалой; 4 — винт крепления прибора; 5 — резиновая трубка; 6 — зажим; 7 — шток; 8 — пробка
Рис. 11. Прогибомер Максимова
/ — неподвижная опора; У —струбцина; 3 — ввит крепления; 4 — груз; 5 — нагрузка; 6 — испытуемая конструкция; 7 —проволока диаметром 0,4 мм
Рис. 12. Мессура
/ — нагрузка; 2 — испытуемая конструкция; 3 — подкладка из стекла;
4 — неподвижная опора
Рис. 13. Гидростатический нивелир Терцаги
I — колпачок с отсчетным приспособлением; 2— стеклянная трубка;
3 — соединительный резиновый шланг
5—370
65
гибомера; к концу проволоки подвешивают груз массой 1,5 кг. При прогибе конструкции проволока вращает барабан, соединенный передачами со стрелкой, которая движется по циферблату с ценой деления!),1 мм. Полный поворот стрелки соответствует линейному перемещению 1 см. На циферблате имеется также счетчик с ценой деления 0,1 см.
Прибор крепится к неподвижной конструкции (стене, стойке, и др.) специальной металлической струбциной. Отсчеты по прибору снимают после приложения каждой ступени нагрузки. Испытания необходимо проводить в условиях постоянной температуры, так как проволока при изменении температуры может изменять длину, что отразится на результатах измерений.
В отличие от прогибомера мессуру устанавливают вплотную к испытуемой конструкции (см. рис. 12). Когда под действием нагрузки конструкция прогибается, подвижной стержень мессуры перемещается и его движение передается стрелке прибора, показывающей отсчеты на циферблате.
Один оборот большой стрелки соответствует прогибу в 1 мм. Цена деления большой шкалы равна 0,01 мм. На циферблате имеется также малый круг — счетчик оборотов, который показывает число кругов большой стрелки, т. е. прогиб конструкции в миллиметрах.
Простейший гидростатический нивелир (рис. 13) имеет вид двух прозрачных цилиндрических сосудов, соединенных резиновым шлангом. Свободная поверхность подкрашенной воды, заполняющей сосуды, и шланг нивелира, находятся на одном уровне в обоих сосудах. По разности высот столбиков жидкости в сообщающихся сосудах находят абсолютное значение разности высот точек, с которыми контактируют сосуды нивелира.
Основным недостатком рассмотренных приборов является необходимость периодического отсчета показаний, что не дает полного представления о динамике нарастания прогибов и их приращения в связи с развитием процесса ползучести материала бетонных и железобетонных конструкций под нагрузкой. Свойством ползучести обладают также и другие материалы.
Для непрерывного наблюдения за интенсивностью
66
прогиба во многих точках испытуемой конструкции с дистанционной записью перемещений часто применяют прибор ИПД-1, который состоит из датчиков и записывающего устройства. В качестве датчиков и приемников деформаций используют сельсены, работающие на переменном токе промышленной частоты. Датчики устанавливают на неподвижных опорах в контакте с испытуемой конструкцией. Записывающее устройство включает приемники, соединенные с датчиками проводами. Запись измеряемого прогиба может быть произведена в масштабе 5 : 1; 10 : 1; 50 : 1. Ход записей прямой ступенчатый раздельно при загруже-нии конструкции и при выдержке под нагрузкой (рис. 14). Записывающее устройство может находиться на любом расстоянии от места испытания конструкции.
Для измерения весьма малых деформаций конструкций используют тензометры, которые дают возможность фиксировать деформации с большим масштабом увеличения. В зависимости от конструкции тензометры делятся на механические, электромеханические, струнные, проволочные, сопротивления и др.
Среди механических наибольшее распространение получил тензометр Гугенбергера (рис. 15). Тензометр состоит из корпуса, опорная часть которого выполнена в виде конуса и призмы. К призме прикреплен рычаг. Между стойками прибора и рычагом на шарнире закреплена стрелка. При деформации поверхности между конусом и призмой на расстоянии I призма поворачивается на некоторый угол. На этот же угол поворачивается соединенный с ней рычаг, который вызывает отклонение стрелки в ту или другую сторону (рис. 16).
При длительных испытаниях конструкций используют компараторы оптические или механические. Наибольшее распространение при измерениях деформаций получили механические компараторы.
Механический компаратор КД-2 (рис. 17) состоит из трубчатого корпуса, внутри которого расположен подвижной стержень, двух опорных ножек для установки прибора на конструкцию, индикатора и ручек для переноски прибора. Для установки прибора на испытуемой конструкции наносят две риски либо два углубления на расстоянии, равном базе компаратора.
Б*
67
Рис. 14. Схема записи прогибов прибором ИПД-1 / — датчики; 2 —линия регистрации прогибов
Рис. 16. Схема установки тензометра Гугеибергера
/ — испытуемая конструкция; 2 — подкладка; 3 — удлинитель; 4 — скрутка из проволоки; 5—тензометр; б — аикер
Рис. 15. Схема тензометра Гугенбергера
/—корпус прибора; 2 —стрелка; 3 —коромысло; 4 — рычаг; 5 — призма (подвижной нож); 6 — неподвижный нож
Одновременно такие же риски наносят на эталон, выполненный из металла с незначительным коэффициентом линейного расширения.
По нанесенным рискам устанавливают компаратор
68
Рис. 17. Схема механического компаратора КД-2
а —установка компаратора; б —расчетная схема; /—конические опорные ножки; г —упор; 3 — индикатор; / — корпус прибора; 5 — стержень; 6 — ручка для переноски; 7 — эталон; 8 — испытуемая конструкция
Рис. 18. Проволочный тензометр сопротивления
/ — проволока; 2—бумажная основа; 3 — выводы из медиой проволоки; 4 — верхняя предохранительная бумажная полоска; 5 — испытуемая конструкция
4 J
иа эталоне и отсчитывают по индикатору показания прибора Д/1г Затем прибор переносят на испытуемую конструкцию, совмещают опорные ножки с рисками на конструкции и записывают новые показания прибора Д/2- Деформацию конструктивного элемента определяют по формуле
Д/ = Д/2 — Д/j, (39)
где Д/г — разность между длиной эталона и длиной исследуемого элемента, Д/т=/а—Л; Д/2— разность между длиной эталона и изменившейся длиной конструктивного элемента после приложения
69
нагрузки н деформации конструкции, Д/2=7о—If, li— расстояние между рисками на эталоне; /2 — расстояние между рисками иа исследуемом элементе.
Часто для измерения деформаций конструктивных элементов используют электрические тензометры, которые состоят из датчиков и регистрирующей аппаратуры. В качестве датчиков применяют элементы омического сопротивления, емкостные, индуктивные и др. Регистрирующую аппаратуру и датчики собирают в единую электрическую цепь. Принцип работы тензометров с датчиками омического сопротивления и мостовой электрической измерительной схемой основан на тензометрическом эффекте, заключающемся в том, что металлическая проволока меняет свое омическое сопротивление в зависимости от деформации при растягивающих или сжимающих напряжениях. Датчики изготовляют из проволоки толщиной 0,02.„0,08 мм, которую укладывают в виде петель одинаковой длины на полоску тонкой бумаги и приклеивают специальным клеем. Сверху на датчик также наклеивают тонкий лист бумаги для предохранения от повреждений (рис. 18).
Чувствительность датчика определяют по формуле
1) = (Д/?//?)/(Д//0 = Д/?/(/?8), (40)
где R — первоначальное сопротивление датчика, Ом; Д7? — изменение сопротивления датчика при деформации. Ом; I — длина (база) датчика, см; Д/— деформация датчика, см; е=Д///— относительная линейная деформация датчика.
Преимущества проволочных тензометров по сравнению с другими приборами измерения деформаций конструкций заключаются в их малых габаритах, массе и сравнительной простоте установки.
Датчики, выполненные из константановой проволоки, имеют чувствительность т)=2,1 и используются в основном при испытаниях конструкций статической нагрузкой; датчики из нихромовой проволоки более чувствительны (т) =3,5) и применяются как при статических, так и динамических испытаниях.
При испытаниях бетонных и железобетонных конструкций признаком, предшествующим появлению разрушительных деформаций, являются трещины в местах наибольших перемещений элементов конструкций от приложенной нагрузки. Для осмотра конструкций и измерения размеров трещин пользуются 70
отсчетным микроскопом МПБ-2 (рис. 19, а) или лупой с увеличением, в 2,5 раза (рис. 19,6). Микроскоп состоит из цилиндрической трубки с объективом, внутри которой между объективом и окуляром расположена шкала с ценой деления 0,1 мм. Микроскоп имеет 24-кратное увеличение.
Иногда для измерения размеров трещин используют щуп, представляющий собой набор тонких пластинок из стали различной толщины, закрепленных на одной оси. В набор входит 8... 16 пластин толщиной 0,05...1 мм (рис. 19, в).
Для получения динамических характеристик строительных конструкций используют ударную или вибрационную нагрузку. Простейшим методом получения вертикальных колебаний конструкции является падение груза с определенной высоты.
Горизонтальные колебания ногут быть также возбуждены грузом, подвешенным рядом с испытуемой конструкцией, который отклоняется на некоторое расстояние и при возвращении в исходное положение наносит удар в направлении, перпендикулярном поверхности конструкции. Недостатком приведенного метода получения вертикальных и горизонтальных колебаний является то, что при падении и ударе груз может вызвать местные разрушения конструкции.
Более совершенным методом получения вынужденных колебаний конструкций является применение вибрационных установок (рис. 20), представляющих собой систему двух вращающихся дисков с неуравновешенными массами. При вращении дисков, возникает центробежная сила, которую определяют по формуле
Рц = тгш2, (41)
где т — масса неуравновешенного груза, ni=Q!g, кг; g— ускорение силы тяжести, м/с2; w — угловая скорость, ш=2я/1, рад/с; t — время одного оборота диска, с; г — радиус диска, м.
Для определения прочности бетонных, железобетонных и каменных конструкций без их разрушения применяют приборы механического действия. Наиболее простой по конструкции — молоток И. А. Физделя (рис. 21), с одной стороны заостренный, а с другой имеющий сферическое гнездо. В гнездо завальцован свободно сидящий шарик, выступающая часть которого равна 3,5 мм.
71
Рис. 19. Приборы для измерения раскрытия трещин
а —отсчетный микроскоп МПБ-2; б — измерение ширины раскрытия трещины лупой: / — трещина; 2 —деление шкалы лупы; в — щуп
Рис. 20. Схема вибрационной машины
Рис. 21. Молоток И. А. Физделя
/ — молоток; 2 —ручка; 3 —сферическое гнездо; 4 — шарик; 5 — угловой масштаб
72
Для определения прочности конструкций локтевым ударом молотка средней силы на поверхность конструктивного элемента наносят 10... 12 отпечатков (лунок) на расстоянии не менее 30 мм. Диаметр лунки измеряют штангенциркулем с помощью увеличительной проградуированной лупы (см. рис. 19) с ценой деления шкалы 0,1 мм или с помощью углового масштаба. Для получения более точного результата диаметр каждой лунки измеряют по двум взаимно перпендикулярным направлениям и принимают среднее значение этих величин. Прочность материала конструкции определяют по тарировочному графику (рис. 22) как функцию среднеарифметического значения диаметров лунок всех отпечатков.
Молоток К. П. Кашкарова (рис. 23) состоит из корпуса'с металлической рукояткой, на которую надета резиновая ручка, стального шарика, эталонного стального стержня, головки с внутренним упором, пружины для прижатия шарика к эталонному стержню.
Определение прочности материала конструкции молотком Кашкарова заключается в том, что при ударе молотком по поверхности конструкции одновременно образуются два отпечатка диаметром de (на материале) и диаметром d3 (на эталонном стержне).
После нанесения определенного числа ударов измеряют диаметры отпечатков на поверхности конструкции и соответствующих им отпечатков на эталонном стержне молотка. Диаметры лунок на материале и эталонном стержне измеряют с точностью до 0,1 мм угловым масштабом. За расчетный диаметр принимают среднее арифметическое значение полученных замеров. Прочность материала в зависимости от отношения deldz определяют по тарировочной кривой (рис. 24). Если поверхность конструкции сильно увлажнена, полученное по графику значение прочности материала умножают на коэффициент 1,4.
При определении прочности материала кирпичных, бетонных и железобетонных конструкций прибором экспериментальной базы Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций (ЦНИИСК) шкалу его градуируют по данным тари-ровочных испытаний бетонных кубов размером 15 X X 15x15 см прочностью (100...600) 105 Па. Предел прочности бетона каждого куба устанавливают по по-
73
Рис. 22. Тарировочный график
Рис. 23. Молоток К. П. Каш-карова
/—корпус; 2 — металлическая рукоятка; 5 —резиновая ручка; 4 — головка; б — стальной шарик; б — стальной эталонный стержень; 7 — угловой масштаб
Рис. 24. Тарировочиая кривая для определения прочности материала с помощью молотка Кашкарова
казаниям 12 ударов, наносимых на все грани куба. Прочность материала конструкции выявляют по показаниям градуированной шкалы прибора в момент нанесения ударов по испытуемому элементу. Прочность кирпичной стены определяют путем сравнения показаний прибора при нанесении ударов по испытываемому участку с показаниями, полученными на эталонном участке стены, из которого берут для испытания на прессе кирпич и раствор. Для отобранных образцов кирпича и раствора лабораторным путем получают значения прочности /?сж.
На участке стены размером 30x30 см наносят пять ударов (три удара по кирпичу, два по раствору). Полученные значения прочности сравнивают со значениями, полученными на эталонном участке.
Прочность каменных материалов без их разрушения определяют также ультразвуковым методом, который основан на зависимости между скоростью прохождения ультразвука v в толще материала и его прочностью. Для указанных целей применяют электронно-акустическую аппаратуру—импульсный ультразвуковой прибор УКБ-1М (рис. 25), В комплекте
74
Рис. 25, Схема прибора УКБ-1М
1 — испытуемая конструкция; 2 — щуп-излучатель; <3 —генератор импульсов; # —• задающий генератор; <5 —ждущая развертка; 6 — генератор меток времени; 7—• электронно-лучевая трубка; S —усилитель; 9 — щуп-приемияк
Рис. 26. Тарировочиые кривые для определения прочности коиструиции с помощью прибора УБК-1
I — силикатный кирпич; 2 — крас-ный кирпич
аппаратуры имеется шуп-излучатель, который преобразует электрические импульсы, вырабатываемые высокочастотным генератором прибора, в упругие механические колебания. Щуп — приемник колебаний преобразует механические колебания в электрические и через усилитель передает на индикатор — электронно-лучевую трубку, на которой нанесены масштабные ме!ки времени.
Зная расстояние между излучателем и приемником
75
и время прохождения ультразвука через материал, можно вычислить скорость ультразвука:
v = S/t, (42)
где S — расстояние между датчиком и приемником, мм; t — время распространения ультразвука, мкс.
Прочность материала определяют по заранее заготовленным тарировочным кривым для каждого вида материала. Тарировку выполняют на основании испытаний контрольных образцов, прочность которых определяют в лабораторных условиях. По полученным значениям прочности на сжатие и скорости прохождения ультразвука строят кривые (рис. 26).
Пример определения прочности кирпичной кладки с помощью ультразвукового прибора УКБ-1М
£ И я л & 0> 3 'g
Испытуемый элемент, материал
s S &
3 к
к
8 й
35,4 100 2,82
1 50,6 72,4 150 200 2,96 2,76
Стена
, внутренняя, < кирпич силикатный
32,2
2 48,6
68,8
3,10
2,84
3,08 3,02
2,90
30,8 100 3,24
44,8 150 3,34
70,2 200 2,84
3,14
112
131
146
100
Пример расчета скорости ультразвука по данным в точке 1, строка /,
S 100 100-10 000 000
v = — =------------------ =----------------- =
t 35,4/10 000 000 354
= 2,82-10е мм/с = 2,82 км/с.
Примечание. 35,4 мкс=35,4/10 000 000 с.
Тб
Рис. 27. Прибор ИСМ для определения сечения металла / — шкала прибора; 2 — щуп
Рис. 28. Металлоискатель
1 — наушники; 2 — составная ручка (шток); 3 — батарея — источник постоянного тока; 4—контурное кольцо
При невозможности прозвучивания конструкции с разных сторон применяют так называемый профильный метод: перемещают щуп приемника через определенные равные расстояния по поверхности испытуемого элемента. Результаты испытания по приведенной ранее в примере форме записывают в журнал, по которым определяют прочность материала проверяемой конструкции.
Прибор ИСМ предназначен для определения (рис. 27) направления и места расположения скрытых металлических конструкций, толщины защитного слоя арматуры железобетонных конструкций (расстояние от поверхности прозвучивания до поверхности расположения металлических элементов в теле конструкции), а также нахождения скрытых металлических профилей.
Для определения наличия и места расположения металла в конструкции щуп прибора подносят вплотную к элементу и перемещают по его поверхности
77
в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Металл обнаруживают по отклонению стрелки прибора от положения 0.
Место расположения скрытого элемента выявляют путем возвратно-поступательного движения и вращательного перемещения щупа до такого положения, при котором стрелка прибора показывает наибольшее отклонение. Это положение щупа на поверхности конструкции фиксируют нанесением рисок. Прямая, соединяющая риски на концах конструкции, представляет собой проекцию оси скрытой металлоконструкции.
Для определения номера профиля и толщины защитного слоя конструкции на подвижную планку щупа устанавливают эталонный брусок толщиной 2,5 см. Полученные показатели (без толщины эталонного бруска) записывают в журнал. По таблице на <шут-ренней стороне крышки прибора находят номер профиля. Расстояние до поверхности конструкции определяют по формуле
L = l — b, где I — эталонное расстояние, мм, определяемое по таблице; b — показания на шкале подвижной системы, мм.
Для грубого определения наличия и расположения в конструкциях зданий металлических элементов применяют металлоискатель (рис. 28).
Скрытый металлический элемент выявляют по изменению высоты звучания сигнала в наушниках прибора: чем ближе рамка прибора к месту расположения скрытого металлического элемента или чем больше масса скрытой металлоконструкции, тем выше тональность звучания. В момент наивысшего звучания против центра кольца прибора делают отметку, затем от этой отметки рамку перемещают кругообразными движениями, устанавливая расположение скрытого элемента.
Для определения расположения подземных металлических трубопроводов и подземных силовых и телефонных кабелей применяют трассоискатель ТПК.-1. Принцип работы прибора основан на регистрации обнаруженного электромагнитного поля, создаваемого вокруг исследуемой конструкции (кабеля, трубопровода) протекающим по ней током. Трассу силового кабеля, находящегося под напряжением тока, определите
Рис. 29. Трассоискатель ТПК-1 /—подземная конструкция; 2 — соединительные провода; 3 — генератор тока; 4 — заземлитель; 5 — блок питания; 6 — приемник; 7 — головные телефоны
ют без подключения генератора, с использованием только приемного устройства. Во всех остальных случаях к коммуникации подключают генератор. Зависимость громкости звука в телефонах приемного устройства от силы магнитного поля, создаваемого конструкцией, позволяет определить направление и глубину залегания коммуникации. Трассоискатель выполнен в виде трех отдельных блоков (рис. 29).
Наиболее точно ось коммуникации определяют по минимальному уровню звука в телефонах, для чего магнитную антенну располагают перпендикулярно поверхности земли (рис. 30) и перемещают перпендикулярно оси коммуникации. Для определения глубины залегания коммуникации необходимо расположить приемник трассоискателя вертикально.
Механические колебания строительных конструкций и элементов инженерных систем измеряют виброметрами, с помощью которых определяют частоту колебаний (частотомеры) и амплитуду колебаний (ам-плитудомеры).
Простейшая конструкция частотомера представляет собой набор стальных пластинок, на одном конце которых укреплены грузы. Частотомер устанавливают на колеблющейся конструкции и наблюдают за состоя-
79
Рис. 30. Схема определения месторасположения и глубины залегания подземной конструкции
1 — приемник искателя; 2 — подземная конструкция
Рис. 31. Схема вибромарки а — при вибрации; б — без вибрации
нием пластинок. Если одна из пластинок с известной заранее частотой собственных колебаний окажется в состоянии резонанса, частота колебания конструкции будет примерно равна собственной частоте колеблющейся пластинки.
Для измерения амплитуды колебаний без записи виброграммы используют вибромарки, индикаторы, маятники и другие приборы.
Быстрое измерение амплитуды колебаний, когда не требуется высокая точность, выполняют с помощью вибромарки, которая представляет собой кусочек чертежной бумаги с начерченным на ней треугольником со сторонами /=100 и /г=5 мм. Вибромарку наклеивают на вертикальную поверхность вибрирующей конструкции. При частоте вибрации более 8 Гц человеческий глаз не улавливает часто изменяющегося изображения треугольника, а воспринимает как сплошное изображение его в крайних положениях.
Крайние положения треугольника (рис. 31) улавливаются глазом в точке их пересечения на расстоянии от острия треугольника,
80
Рис. 32. Деформации зданий, вызванные неравномерной осадкой оснований
а — прогиб; б — выгнб
Значение амплитуды вычисляют по формуле dlh^xll-, d^hx/l, (44)
iyie d — амплитуда колебаний, мм; h — ширина вибромарки, мм; i — расстояние от левого края вибромарки до устойчивого ее изображения в процессе вибрации, мм; I — длина вибромарки, мм.
Амплитуду колебаний можно также определить с помощью мессуры, которую устанавливают вблизи вибрирующего элемента с таким расчетом, чтобы корпус ее был закреплен на неподвижном основании, а штифт касался вибрирующей поверхности. Ось штифта должна совпадать с направлением вибрации конструкции. По величине отклонения стрелки индикатора в ее крайних положениях устанавливают амплитуду колебаний.
Устойчивость здания определяется несущей способностью оснований.
Деформации и причины, вызывающие их, устанавливают путем наружного осмотра. При неравномерной осадке грунта в материале стен зданий развиваются
6—370
81
нормальные и касательные напряжения, вызывающие образование трещин. Если трещины, образованные деформацией основания здания из-за неравномерной его осадки, имеют форму параболы, можно сделать заключение об осадке основания средней части здания (рис. 32) или одновременно крайних частей. Однако чем больше оконных и дверных проемов на фасаде стены, тем сильнее трещины отличаются от формы параболы. В панельных зданиях такие деформации могут и не проявиться в виде трещин, часто они воспринимаются металлическими связями, а также некоторым дополнительным раскрытием стыка.
Если в грунте основания имеются включения, обладающие резко отличными физико-механическими свойствами, и образуют подпор фундаментов здания в одном сосредоточенном месте, на фасаде может появиться сквозная вертикальная трещина, расширяющаяся кверху (рис. 33). Грунты с различными прочностными характеристиками, если граница таких грунтов четко обозначена, могут вызвать оседание одной части зданий по отношению к другой.
Для наблюдения за развитием трещин в стенах используют маяки, изготовленные из гипса (рис. 34, а), цемента, стекла (рис. 34,6), кровельной стали (рис. 34, в) и др. Гипсовые и стеклянные маяки устанавливают на стене, очищенной от штукатурки, на гипсовом или цементном растворе. Маяки из кровельной стали крепят к стене дюбелями, акриловыми или эпоксидными смолами или мастиками на их основе и окрашивают масляной краской: одну пластинку до установки на трещину окрашивают красной краской; после наложения пластинок друг на друга и закрепления их на разных сторонах трещины их закрашивают белой краской. Приращение ширины трещины определяют по смешению пластинок и измеряют прибором.
На поверхности гипсовых и цементных маяков записывают их номера и дату установки, в журнале отмечают местоположение и первоначальную ширину трещины. Если трещина активна, то на маяке через некоторое время будет зафиксирован разрыв, дату появления которого записывают в журнале, а трещину перекрывают новым маяком. Маяки обновляют до тех пор, пока не прекратится дальнейшее развитие трещин 82
a)
p p R
"мин пмакс мин
R р
мин "макс
Рис, 33. Деформации излома и скалывания а — излом; б —скалывание
или не будут выданы технические рекомендации специализированной огранизацией по мерам, исключающим дальнейшее развитие деформаций.
Маяки конструкции Ф. А. Белякова (рис. 35) поз
6*
83
воляют определять взаимное смещение сторон трещин в трех направлениях. Конструктивно они представляют собой две прямоугольные гипсовые пластинки размером 10X6X2 см. В каждой пластинке на двух взаимно перпендикулярных гранях остриями вверх закрепляют по пять игл, возвышающихся на 1 мм над поверхностью. Плитки устанавливают на подготовленной поверхности конструкции на растворе по обе стороны трещины так, чтобы иглы 1, 2, 3, 4 (см. рис. 35) на вертикальной плоскости расположились на одной прямой, а четыре других иглы — 5, 6,7, 8 — на другой прямой.
Приращение трещины измеряют по изменению положения игл. Для этого к иглам периодически прикладывают чистый лист бумаги, наклеенный на фанеру, и после легкого надавливания измеряют расстояния между проколами по поперечному масштабу.
По результатам измерений получают:
приращение ширины трещины между иглами 6...7‘, 2...3; 9...10 (смещение по оси х);
продольное смещение трещины путем засечки положения игл 3 или 10 с базиса игл 2...9 или засечки положения игл 2 и 9 с базиса 3...10 (смещение по оси z);
взаимное смещение вертикальных плоскостей (по оси у) путем измерения отклонения наклонов игл 5...6 и 7...8 от прямой.
Погрешность измерения приращений трещины 0,2... 0,3 мм.
По данным измерений строят график хода раскрытия трещины (рис. 36).
Геодезический контроль за осадками зданий осуществляют с помощью нивелиров. Наблюдению предшествует подготовительная работа по установке опорных реперов и марок. В качестве опорных реперов чаще всего используют городскую геодезическую сеть. Для наблюдения за осадками несущих конструкций закладывают осадочные марки, на которые в процессе нивелирования устанавливают рейки. Сферическая или полусферическая головка осадочной марки (рис. 37) должна быть удалена от плоскости стены не менее чем на 4 см. Нивелирование осадочных марок выполняют высокоточными или точными нивелирами по заранее составленной схеме нивелирования
84
Рис. 35. Маяк Ф. А. Белякова
Рис. 36. График хода раскрытия трещин
(рис. 38). Осадки марок в мм вычисляют по формуле St = Ht-N0, (45)
где Ht — отметка марки на момент времени t, мм; Не — отметка марки, полученная в начальном цикле нивелирования, мм.
85
Рис. 37. Осадочная марка
1— хвостовик марки; 2 —сварной шов; 3 — сферическая головка
Рис. 38. Схема нивелирования осадочных марок
На основе результатов систематического нивелирования составляют график осадок марок (рис. 39).
Среднюю скорость осадки любой марки за промежуток времени определяют по формуле
v = (Sa - Si) I (ta - Q = AS/А/, (46)
где Sj и S2—осадка одной и той же марки в моменты времени б и fa соответственно.
Наклон здания измеряют теодолитом с накладным
86
уровнем. При периодическом измерении крена теодолит каждый раз устанавливают в рабочее положение над постоянным знаком.
В условиях диспетчерских систем рекомендуется контролировать деформации и смещения зданий дистанционными приборами с телеметрической схемой передачи результатов измерений.
Разработано несколько схем телеметрического контроля просадок оснований зданий, среди которых наибольшее распространение получили приборы института МосжилНИИпроект и ГлавАПУ Москвы. Эти приборы имеют электрические датчики, чувствительные к малым смещениям положений вертикальных и горизонтальных конструкций. Приборы контроля осадок имеют телеметрические схемы измерения предельных их значений и применяются на зданиях, расположенных в районах, подверженных суффозионно-карстовым явлениям (растворение и вынос грунтовыми или подземными водами некоторых горных пород и образование карстов, вызывающих просадки грунтов оснований зданий).
Для контроля за увеличением крена здания может быть рекомендован креномер конструкции А. Г. Григоренко (рис. 40), который предназначен для измерения приращения крена в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В качестве датчика в приборе используют электрический конденсатор, одна из пластин которого закреплена на основании прибора, а другая — на нижней части маятника. Маятник выполнен из стальной пластины размером 10X10X1,5 см, в верхнюю часть маятника вмонтирована треугольная призма из высокопрочной стали. Если кренометр установить на конструкцию, которая наклоняется, то вместе с ней будет наклоняться прибор. Маятник под действием силы тяжести все время будет находиться в отвесном положении, что приведет к изменению емкости конденсатора (рис. 41).
Приращение креиа сооружения определяют по формуле
а = с (S2 — Si),
(47)
где с — цена одного деления шкалы микроамперметра, определяемая на геодезическом экзаменаторе; Si и S2 — отсчеты по шкале микроамперметра в первом и втором циклах измерений.
87
Рис. 39. График осадок марок
1, 2, 3, 4, 5, б — кривые осадок соответственно на первом, втором, третьем, четвертом, пятом, шестом нивелировании, выполненном через каждые
2 мес
Рис. 40. Дистанционный креномер конструкции А. Г. Григоренко 1 — основание кренометра;
2 —маятник; 3 —стойки; 4 — пластины конденсатора
Точность определения приращения крена 1...2, а предел измерения без учета сдвигов шкалы микроамперметра равен 3°.
Микроклимат помещений определяется температурой, влажностью воздуха, освещенностью помещения, кратностью обмена воздуха и его подвижностью. Температуру воздуха измеряют ртутными термометрами в двух точках — в центре помещения и на расстоянии 20 см от наружного угла на высоте 1,5 м от пола. При более точном определении температуру измеряют в трех местах: во внутреннем и наружном углах (на расстоянии 30 см от стены) и в центре помещения (в каждом месте в трех точках: на высоте 10 и 150 см от пола и на расстоянии 15 см от потолка), 88
Рис. 41. Электрическая схема дистанционного кренометра
R1 — переменное электросопротивление для регулировки чувствительности прибора; R2— то же, для балансировки мостовой схемы; А — миллиамперметр; С — конденсатор, подключаемый к зажимам кренометра; С5...С6 — контрольные емкостные конденсаторы для проверки минимальных показаний прибора; С7...С8 — то же, для проверки максимальных показаний прибора; Л — переключатель работы прибора. Остальные элементы на схеме применены для повышения точности н чувствительности прибора
Рис. 42. Термограф
1 — полая пластинка с толуолом;
2—рычаг; 3 — стрелка; барабан с наклеенной масштабной бу-.
магой
Суточные или недельные изменения температуры регистрируют термографами (рис. 42). Перед замерами термограф регулируют, перо должно быть достаточно плотно прижато к ленте и установлено на значении, соответствующем температуре внутреннего воздуха помещения, измеренного ртутным термометром. Температура воздуха внутри помещения должна соответствовать требованиям СНиП II-3-79 в зависимости
89
от назначения помещений: жилые 18; кухни 15; ванные 25; туалет 16 °C.
Температура воздуха не полностью характеризует тепловой комфорт помещений. Значительное влияние на организм человека оказывает не только конвективный теплообмен, который связан с переносом теплоты воздушными потоками, но и радиационная теплопередача. Наличие больших площадей наружных ограждающих конструкций и особенно оконных проемов, имеющих сравнительно низкую температуру внутренних поверхностей, даже при относительно высокой температуре воздуха могут вызвать у человека ощущение холода. Поэтому для более объективной оценки теплового режима помещений рекомендуется рассчитывать усредненную температуру по формуле
<Уср = (<в-М/2> <48)
где /в — температура внутреннего воздуха, °C; tP — средняя температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций, i i
°C; fp=SF,-ii/SFi, Fi — площадь соответствующего ограждения, м2, имеющего температуру внутренней поверхности tt, °C.
Пример. Температура воздуха внутри помещения, измеренная ртутным термометром, fB=18°C; площадь наружных стен Г, =24 м2, их температура Л = 13°С; площадь внутренних стеи F2=30 м2, их температура t2= 17 °C; площадь потолка Fa=18 м2, его температура ^з=18°С; площадь пола F4=18 м2, его температура /4=16°С; площадь оконных заполнений Fs=6 м2, их температура Л>=5°С.
Определить усредненную температуру помещения. tp = = (24-18+18-18-1-18-16+30-17-|-6-5)/(24+18+ 18+6) = 14,2 °C. «>ср=(18+14,2)/2=16,1°С.
Из примера видно, что при значительных размерах площадей оконных устройств и наружных ограждений требования к обеспечению заданного температурного режима помещений должны быть повышены, а теплотехнические свойства ограждающих конструкций необходимо проверять особенно тщательно как в процессе приемки зданий, так и в период их эксплуатации.
Влажность воздуха определяют аспирационным психрометром Ассмана (рис. 43). При работе с аспирационным психрометром следует следить за тем, чтобы после смачивания дистиллированной водой на шарике термометра, обернутом батистом, не оставалось капель воды. Для этого необходимо после погружения батиста в пипетку отсосать грушей воду из пипетки. После смачивания батиста заводят вентилятор психрометра путем поворота ручки пружины 3...4 раза. После подготовки психрометра к работе его подвеши-90
Рис. 43. Психрометр
а — психрометр Августа; б — психрометр Ассмана; / — ручка; 2 —заводной ключ; 3—механизм привода вентилятора; 4 —трубка, сообщающаяся с вентилятором; 5 —влажный термометр; б— ткань; 7 —чашка с водой;
3 —сухой термометр
вают на уровне дыхания на расстоянии вытянутой руки от лица и снимают показания Сухого и влажного термометров через 4...5 мин работы вентилятора. При отсутствии психрометра Ассмана можно пользоваться аналогичным прибором Августа. Относительную влажность воздуха определяют по таблицам, приложенным к психрометру, в зависимости от показаний сухого и влажного термометров.
Пример определения влажности воздуха психрометром Ассмана. Вентилятор прибора заводят ключом и отсчитывают показания термометра иа полном ходу вентилятора через 4.„5 мин после начала работы. Относительную влажность воздуха определяют по
91
таблице, приложенной к прибору. Показания сухого термометра 18, влажного 13 °C. По таблице на пересечении линии, проведенной вправо от цифры 18 и опущенной вниз от цифры 13, находим искомое значение относительной влажности воздуха — 56 %.
Для определения малых скоростей воздуха в закрытых Помещениях используют струнный анемометр (рис. 44), который представляет собой разновидность крыльчатого анемометра. Ветроприемной частью этого прибора являются подвижные крылья, насаженные на ось из стальной струны. Струнным анемометром можно определять скорость движения воздуха от 0,05 до 5 м/с.
Если установить анемометр к отверстию приемной решетки, можно определить количество воздуха, которое удаляется из помещения:
L = 3600t»F, (49)
где v — измеренная скорость воздуха у приемной вентиляцнониой решетки, м/с; F — живое сечение приемной решетки, м2, определенное по фактической площади решетки, умноженной на коэффициент 0,7.
Измеренный объем удаляемого воздуха дает возможность определить кратность воздухообмена в помещении. Нормативная кратность воздухообмена устанавливается в соответствии со СНиП 2.04.05—86 и ГОСТ 12.1.005—76.
Пример определения скорости движения воздуха с помощью анемометра. Поворотом рычага прибора, предварительно установив большую стрелку на нуль и записав показания других стрелок, включают счетчик анемометра и одновременно секундомер. Через 10... 15 мин счетчик выключают и записывают новые показания. Разница показаний счетчика, деленная на число секунд, показывает скорость движения воздуха. Если в начале измерения записаны показания стрелок 1220, а по окончании 1280, и счетчик работал 600 с, то искомая скорость движения воздуха будет (1280—1220)/600=0,1 м/с. К каждому анемометру прилагают паспорт с указанием поправок, которые, надо вносить в показания прибора.
Для определения скорости движения воздуха в помещении используют кататермометры. Прибор имеет цилиндрический резервуар с площадью поверхности 26,6 см2, его шкала разделена на градуры с 35 до 38. Если нагреть кататермометр до температуры выше температуры воздуха, то при охлаждении он теряет некоторое количество теплоты. При охлаждении с 38 до 35 °C он теряет с 1 см2 поверхности строго опреде-
92
Рис. 45. Кататермометр
ленное количество теплоты (выраженное в милликалориях). Эта величина называется фактором кататермометра и обозначается на каждом приборе.
Для определения охлаждающей способности воздуха (Н) кататермометр нагревают в сосуде с горячей водой, имеющей температуру около 80 °C, до' тех пор, пока спирт не заполнит половину верхнего расширения капилляра (рис. 45). Затем кататермометр насухо вытирают, вешают на штатив в помещении, где ведут определение скорости движения воздуха. Время падения уровня спирта с отметки 38 до 35 °C засекают секундомером. Измерения повторяют 3...4 раза и вычисляют среднее значение величины охлаждения по формуле
H=F/t, (50)
где Н — величина охлаждения; F — фактор кататермометра (обозначенный на тыльной стороне кататермометра); t — время, за которое спирт опустился с 38 до 35 °C.
Зная величину охлаждения и температуру воздуха в помещении, по формуле можно определить скорость движения воздуха. Если скорость движения воздуха менее 1 м/с (при H/Q менее 0,60), то используют формулу
[(H/Q — 0,20)/0,40]2.' (51)
93
Если скорость движения воздуха более 1 м/с (при H/Q более 0,60), применяют формулу
tt = [(Я/Q — 0,13)/0,47]2, (52)
где v — скорость движения воздуха, м/с; И — величина охлаждения; Q — разность между средней температурой воздуха (36,5 °C) н температурой воздуха (36,5—/); 0,20; 0,40; 0,13; 0,47— эмпирические коэффициенты.
Освещенность помещений определяют люксметрами: субъективными или объективными. Конструкция субъективных люксметров основана на принципе уравнивания яркости двух полей освещения (освещенность одного из них~йзвестна) визуальным осмотром. Такие люксметры недостаточно точны, так как у разных людей способность глаз различать степень яркости неоднозначна и заметно меняется даже у одного человека в зависимости от условий освещения, степени утомления и т. п.
На практике более распространены объективные люксметры, в которых датчиком служит селеновый фотоэлемент. К фотоэлементу присоединен стрелочный гальванометр (рис. 46). При падении световых лучей на приемную часть фотоэлемента возникает поток электронов, который создает электрический ток с силой, пропорциональной интенсивности освещения. Шкала прибора имеет 50 делений с тремя пределами освещенности: в верхнем ряду — 0...25 лк, под зеркалом (во втором ряду)—0...100 лк и в нижнем ряду—0...500 лк. Верхний предел предназначен для измерения освещенности, не превышающей 25 лк, для ее измерения переключатель ставят в положение 25. Аналогичным образом поступают при измерении освещенности, равной 100 и 500 лк. Если освещенность превышает 500 лк, то на фотоэлемент надевают поглотитель, который позволяет расширить основные пределы измерений в 100 раз. В этом случае с помощью люксметра можно измерить освещенность от 100 до 50 000 лк.
Перед измерением необходимо:
расположить прибор горизонтально (не допускается установка люксметра вблизи токоведущих проводов, создающих сильные магнитные поля);
проверить, находится ли стрелка на нулевом делении шкалы;
подключить фотоэлемент к измерителю.
94
Рис. 46. Объективный люксметр
Измерения внутри помещения начинают при положении переключателя на пределе 5001х. При отклонениях стрелки прибора на 10 делений и меньше переводят переключатель на предел 100IX, а если стрелка продолжает отклоняться на расстояние меньше 10 делений, то переключатель устанавливают на предел 251X-
Критерием переменной освещенности естественным освещением служит коэффициент естественной освещенности (к. е. о), который представляет собой отношение естественной освещенности в некоторой точке внутри помещения Ем к одновременно измеренной освещенности под открытым небом ЕИ. К. е. о. выражается в процентах и определяется по формуле
к. е. о=(Ем/Ен) 100. (53)
При определении качественной стороны освещенности применяют критерий блескости. Различают два вида блескости:
дискомфортную, вызывающую неприятное ощущение, но не ухудшающую видимость;
слепящую, которая связана с резким ухудшением видимости.
Коэффициент естественной освещенности нормиру
95
ется СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение».
Нормы искусственной освещенности для различных помещений:
Наименьшая освещенность, лк, лампами
Жилая комната Кухня Туалет, душевая Коридор, передняя Лестница Больничная палата Операционная
вакалпвання
30
30
10
10
10
30
200
люмннссцентнЫ' мн
75
100
50
50
50
75
400
В СНиП П-4-79 приведены нормы освещенности и для других помещений. При этом для выполнения точных работ предусмотрены более высокие нормы освещенности.
Слепящее действие источников освещения устраняют применением соответствующей арматуры, а также высокой подвеской светильников. Для предохранения глаз от блескости светящейся поверхности лампы большое значение имеет правильно выбранный защитный угол осветительной арматуры (не менее 30°).
Защитный угол — это угол между горизонтальной линией на уровне нити накала светильника и линией, соединяющей край нити с краем арматуры. В люминесцентных светильниках для исключения блескости используют экранирующие решетки, рассеиватели из прозрачной пластмассы и стекла. Блескость можно устранить матовой окраской стен и оборудования.
Уровень освещенности можно рассчитать по удельной мощности ламп накаливания на 1 м2 освещаемой площади. Для этого общую мощность ламп в ваттах делят на площадь пола помещения. Умножив удельную мощность на переводной коэффициент, получают освещенность в люксах и сравнивают ее с нормативной.
Напряжение сети, В Мощность лампы, Вт
до 100 100 и более
110, 120, 127 ...... 2,4 3,2
220 ................ 2 2,5
Пример. Площадь помещения 50 м2, освещение лампами по 200 Вт. Всего ламп 5. Напряжение сети 220 В.
96
Определяем удельную мощность: 5-200/50=20 Вт/м2.
Освещенность помещения равна 20-2,5=50 лк.
Искусственное освещение может быть общим н комбинированным.
Более благоприятно воспринимается комбинированное освещение, при котором общее освещение обеспечивает достаточную видимость для грубых операций, а для выполнения точных операций применяют более мощное местное освещение рабочего места. Равномерность освещения достигается подбором соотношения наибольшей освещенности к наименьшей. Для жилых зданий это отношение не должно превышать на расстоянии 0,75 м 1 :2, а на расстоянии 5 м от рабочего места — 1:3.
Важной характеристикой эксплуатационных свойств помещений является звукоизоляционная способность их ограждающих конструкций.
Звук представляет собой волновое колебание упругой среды. Область пространства, в которой распространяются волны, называется звуковым полем. Изменение физического состояния среды в звуковом поле характеризуется звуковым давлением, Па. Мощность звуковой энергии на единицу площади в направлении распространения звуковых волн называется интенсивностью, или силой звука, Вт/м2. Плотность звуковой энергии измеряется количеством звуковой энергии на единицу площади, Дж/м2.
Звуковое давление, интенсивность звука, звуковая мощность изменяются в широких пределах. Например, звуковое давление может изменяться от 2-104 до 2-10—5 Па. Пользоваться таким масштабом давлений весьма неудобно, поэтому в строительной акустике принято оценивать указанные величины в относительной логарифмической шкале в децибелах. В этом случае интенсивность звука представляет собой отношение
L= 101g 7/70, где /о — интенсивность звука, соответствующая нулевому уровню (/о=Ю-12 Вт/м2 на частоте 1000 Гц).
Шум представляет собой процесс сложных звуковых колебаний. Разложение его на простейшие составляющие называется частотным анализом шума. Параметр, характеризующий распределение энергии шума по частотному диапазону, называется частот
7—370
97
ным спектром. В практике спектры назначают обычно в полосах частот определенной ширины. Полоса, у которой отношение частот, измеряющих ширину полосы, равно 2, называется октавой, а при отношении частот 1 : 1,26— ’/з октавы.
Шум измеряют различными приборами. Несколько последовательно соединенных приборов образуют так называемый тракт измерения. Изоляционную характеристику ограждения от воздушного шума определяют выражением
R^Li-L2+ 101g S/AJ, (54)
где R — собственная изоляция ограждения от воздушного шума, дБ; Li н L2 — уровни звукового давления соответственно в помещении с источником шума и в изолированном помещении.
Для оценки звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций в одном («шумном») помещении последовательно возбуждают звуковые поля в активных полосах звуковых частот в диапазоне 100...5000 Гц. Одновременно в «шумном» и испытуемом помещениях измеряют в том же диапазоне уровни звукового давления Li и /.2 через ’/з октавы.
Эквивалентную площадь А2 определяют по результатам измерения времени реверберации Т в секундах в контролируемом помещении (время реверберации соответствует промежутку от начала поступления шума в помещение до момента уменьшения силы звука в 106 раз) по формуле
Л2 = 0,163у/Т, (55)
где V—объем изолированного контролируемого помещения, м3; Т — время реверберации, с (измеряемое последовательно во всех третьоктавных полосах частот от 100 до 5000 Гц); S — площадь разделяющего ограждения между «шумным» и контролируемым помещениями, м2 [см. формулу (54)].
Передающий электроакустический тракт для создания звукового поля в «шумном» помещении состоит из громкоговорителя, усилителя мощности, октавного полосового фильтра и генератора «белого» шума (рис. 47). Приемный тракт для измерения уровней звукового давления в контролируемом помещении состоит из микрофона, микрофонного усилителя, треть-октавного фильтра и быстродействующего регистратора уровня шума. С помощью этого же тракта измеряют и время реверберации.
98
Рис. 47. Схема определения звукоизолирующих свойств ограждения помещения
а — «шумное» помещение; б — контролируемое помещение; 1 — испытуемая конструкция; 2 — генератор шума; 3 — третьоктавный фильтр; 4 — усилитель мощности звука; 5 — громкоговоритель; 6 — быстродействующий регистратор уровня шума; 7 — микрофон; 8 — катодный повторитель; Р — третьоктавный фильтр
Рис. 48. Нормативная частотная характеристика изоляции ограждающей конструкции от воздушного шума
7*
99
Изоляционные свойства перекрытий от ударного шума измеряют в диапазоне частот 100...3200 Гц с помощью стандартной ударной машины.
Стандартная ударная машина состоит из пяти молотков, расположенных по прямой линии на расстоянии 10 см один от другого. Масса каждого молотка 0,5 кг, молоток свободно падает с высоты 4 см. Машина производит 10 ударов в секунду. Изоляцию перекрытием ударного шума определяют величиной приведенного ударного шума:
Ln = — 101g (Л0/Л2), (56)
где Z-2 — октавный уровень звукового давления под перекрытием при работе на нем стандартной ударной машины, дБ; Л2 — эквивалентная площадь звукопоглощения в помещении под перекрытием, м2; Ао— стандартное значение эквивалентной площади звукопоглощения в помещении под перекрытием, которое принимается равным 10 м2, что близко к значению Д2 в обычных жилых помещениях.
При инженерной оценке звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций сравнивают измеренное значение звукоизоляции с нормативным. Нормативная частотная характеристика изоляции ограждений от воздушного шума (рис. 48) обеспечивает акустический комфорт в жилых помещениях с вероятностью, численно равной 0,8 при соблюдении нормативных требований к ограждающим конструкциям жилых помещений. Для повышения вероятности обеспечения акустического комфорта до 0,9 необходимо нормативные значения звукоизоляции помещений увеличить на 5 дБ на всех частотах.
Звукоизоляцию конструкций оценивают по индексу звукоизоляции. Индекс звукоизоляции воздушного шума 1Ъ получают сложением числа 50 со значением смещения на целое число децибел нормативной кривой (рис. 49), при котором среднее неблагоприятное отклонение частотной характеристики изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией от смещенной нормативной кривой наиболее близко, но не более 2 дБ, а максимальное неблагоприятное отклонение не превышает 8 дБ. Индекс изоляции воздушного шума /в рассчитывают в третьоктавных полосах в диапазоне частот 100...500 Гц. Среднее неблагоприятное отклонение от смещенной нормативной кривой принимают равным Vie суммы всех неблагоприятных отклонений.
100
so
Рис. 49. Нормативная частотная характеристика приведенного ударного шума под перекрытием
Индекс приведенного уровня ударного шума /у получают вычитанием из числа 70 значения смещения на целое число децибел нормативной кривой (см. рис. 49), при котором среднее неблагоприятное отклонение частотной характеристики приведенного ударного шума под перекрытием от смещенной нормативной кривой максимально, но не более 2 дБ, а максимальное неблагоприятное отклонение не превышает 8 дБ. Индекс приведенного уровня ударного шума рассчитывают в третьоктавных полосах в диапазоне частот 100...3200 Гц. Среднее неблагоприятное отклонение от смещенной нормативной кривой принимают равным Vie суммы всех неблагоприятных отклонений.
Индексы звукоизоляции связаны со значениями звукоизоляции Ев и Еу приближенными зависимостями:
/в = 50 + £в; (57)
/у = 70— Еу. (58)
101
Звукоизоляцию конструкций зданий контролируют по ГОСТ 27296—87 «Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий. Методы измерений». Натурные измерения выполняют в полностью законченном и подготовленном к сдаче в эксплуатацию или в эксплуатируемом здании.
В каждом варианте конструкции определяют средние показатели звукоизоляции £в.ср для стен и перегородок, и £в.ср для перекрытий по формулам:
^в.ср = 2 Ып} Бу.ср ~ 2 E-yt/n, (59)
1 1
где и fy; — показатели звукоизоляции i элемента данного варианта конструкции; п — число испытанных элементов данного варианта конструкций.
Вычисления производят с точностью до 0,1 дБ. Полученные значения округляют до целого числа децибел по следующему правилу: при положительном значении показателя £в и £у величины, равные и меньше 0,5, отбрасывают, а больше 0,5 — округляют до 1; при отрицательном значении показателя £в или £у величины, равные и меньше 0,4, отбрасывают, а равные и больше 0,5 — округляют до 1.
Повторно испытывают звукоизоляцию тех конструкций, измеренное и вычисленное значение показателя звукоизоляции которых отличается от среднего значения более чем на 3 дБ. Соответствие показателя звукоизоляции конструкции нормативным значениям оценивают, сравнивая £в.ср и £у.ф и минимальные £в.мин и £у.мин, полученные при испытаниях данного варианта конструкции с нормативными показателями £в и £у. Звукоизоляция ограждающего элемента соответствует нормативным требованиям, если выполняются условия £в.ср^£в И £у.ср^£у.
Если более 20 % показателей звукоизоляции испытанных элементов данного типа ограждения меньше нормативного, должны быть выполнены также условия:
£в.мин > £в-2 дБ И £умвд > Е” — 3 дБ. (60)
Значительное влияние на микроклимат помещений оказывают теплотехнические свойства ограждающих конструкций. Для измерения тепловых потоков часто
102
применяют приборы, основанные на методе дополнительной стенки.
Если теплопроводность дополнительной стенки известна, то для определения теплового потока достаточно измерить разность температур на ее поверхностях. Тепловой поток в этом случае определяют по формуле
Q=~M, (61)
где Л — теплопроводность дополнительной стенки, Вт/(м-град); 6 — толщина стенки, м; At — падение температуры на дополнительной стейке при прохождении теплового потока Q, °C.
Метод дополнительной стенки использован в тепломерах конструкций 3. 3. Альперовича и А. 3. Дмитриева.
Тепломер 3. 3. Альперовича представляет собой резиновый диск диаметром 300 мм (рис. 50), составленный из трех пластин: средней рабочей толщиной 6 мм, на которой установлены термопары по двойной архимедовой спирали, и двух защитных резиновых дисков с каждой стороны толщиной по 2 мм. Средняя пластина тепломера имеет две зоны — рабочую диаметром 200 мм в центре диска и защитную кольцевую шириной 50 мм. В рабочей зоне смонтирована батарея из 700...800 термопар, соединенных последовательно. Термопары батареи расположены с обеих сторон рабочего диска. При прохождении теплового потока через тепломер на обеих сторонах диска возникает термо-эдс вследствие разности температур на поверхности двух сторон рабочего диска.
Известно, что при постоянных условиях теплопередачи тепловой поток, проходящий через любое сечение, перпендикулярное потоку, постоянен:
q — (tn tH)/R0 = (tB тв) /7?в - (тв тн) /7? = (тп 7Н)/R„, (62) где Тв, тн — температура внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, °C; q— тепловой поток, Вт/м2; /н, /в — температура внутреннего и наружного воздуха, °C; Ro— сопротивление теплопередаче, м2-К/Вт (для однослойной стенки ^0=/?о + /?+/?в); 7?в — сопротивление теплопередаче на границе внутренний Воздух — внутренняя поверхность ограждения, м2-К/ /Вт; R — термическое сопротивление слоя материала, м2-К/Вт; RB — сопротивление теплопередаче на границе наружная поверхность ограждения — наружный воздух, м2-К/Вт.
103
Рис. 51. Схема установки для испытания устья стыка на воздухопроницаемость
1 — металлическая обойма; 2 — микроманометр; 3 — термометр; 4 — измеритель расхода воздуха; 5 — газовый край; 6 — пылесос
Рис, 50. Схема устройства тепломера 3. 3. Альперовича
1 — верхний защитный резиновый диск; 2 — рабочий диск; 3— нижний резиновый защитный диск; 4 —схема расположения термопар в рабочем диске; 5 — термопары
Определив приборами значение удельного теплового потока и зная разность температур поверхностей стены и воздуха внутри помещения и снаружи, можно, пользуясь формулой (62), определить полное сопротивление передаче Ro, а также его составляющие RB, Rs- Полученное значение Ro сопоставляют с нормативным Rop для данного климатического района и типа ограждающей конструкции по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».
Воздухопроницаемость стыков полносборных зда^ ний должна соответствовать требованиям СНиП II-3-79.
При проверке на воздухопроницаемость стыковых соединений наружных стеновых панелей на поверхность стыка с наружной стороны устанавливают обойму длиной 1 и шириной 0,2 м, а при проверке пересечений вертикального и горизонтального стыков обойму размером 0,5 X0,5 м и герметизируют по периметру пластичной шамотной глиной (рис. 51). В обойме
104
имеются два штуцера: один для присоединения к источнику разрежения, второй — к микроманометру. Измеритель расхода воздуха с краном для регулировки и термометром для определения температуры отсасываемого воздуха устанавливают на воздуховоде между обоймой и источником разрежения. Чтобы предупредить подсос воздуха в обойму с участка стыка, не перекрытого обоймой, стык промазывают пластичной глиной по обе стороны от обоймы на расстоянии 50 см. Стены с пористой фактурой поверхностного слоя также промазывают пластичной глиной вокруг обоймы на 50 см с каждой стороны.
Обойму делают из кровельной стали. В качестве источника разрежения используют, например, бытовой пылесос. Разность создаваемых давлений в помещении и под обоймой измеряют микроманометром системы ММН.
Испытания проводят при разности давлений 100, 50, 30, 10, 5 Па, начиная от больших значений. Испытания при каждой разности давлений длятся 5 мин после стабилизации давления. Время отсчитывают по секундомеру, записывают показания манометра и счетчика расхода воздуха через каждую 1 мин. Температуру отсасываемого воздуха измеряют в начале и по окончании испытаний.
По средним значениям расхода воздуха G (кг/м-ч) при разности давлений ДР (Па) строят плавный график (G — по оси ординат, ДР — по оси абсцисс). По графику находят коэффициент воздухопроницаемости стыка G', который определяется расходом воздуха в килограммах через 1 м стыка при ДР = 10 Па. Воздухопроницаемость должна быть не более G — коэффициента воздухопроницаемости по нормам.
Приближенную оценку воздухопроницаемости герметизированных стыков получают с помощью приборов ИВС-2/4 или ДСК-3. При испытаниях обойма прибора должна плотно прилегать к поверхности проверяемого участка стыка.
Приборы дают количественную характеристику герметичности стыка. Качественным (химическим) методом контроля можно установить наличие неплотности герметизации. Этот метод основан на свойстве светочувствительной бумаги изменять цвет под действием аммиака. Для проверки стыка на его внутреннюю
105
поверхность со стороны помещения наклеивают светочувствительную бумагу по всей длине и по обе стороны внутреннего ограждения, примыкающего к стыку. Газообразный аммиак нагнетают под обойму, укрепленную на наружой стороне стыка. По интенсивности окраски светочувствительной бумаги устанавливают наличие неплотностей стыка, при этом чем больше неплотность, тем темнее становится бумага вследствие интенсивного поступления аммиака.
Для испытания воздухопроницаемости оконных примыканий (рис. 52) в оконный проем устанавливают обойму и по периметру примыкания ее к откосам и подоконнику герметизируют пластичной шамотной глиной. Вместо обоймы можно использовать полиэтиленовую пленку при условии герметичного примыкания ее по всему периметру проема. Разрежение под обоймой создают одним или несколькими бытовыми пылесосами. В остальном методика испытаний такая же, как при определении воздухопроницаемости стыков.
Обработка результатов измерений заключается в определении расхода воздуха через площадь окна или через 1 м сопряжения оконного блока со стеной и в построении графика зависимости расхода воздуха от перепада давлений. Площадь окна для вычисления коэффициента воздухопроницаемости принимают равной площади оконного проема по наименьшим размерам в свету.
Расход воздуха через 1 м2 оконного заполнения при перепаде давлений ЛР = 10 Па, а также расход воздуха через окно Gp при расчетной для данного здания разности Давлений определяют по формуле СНиП 11-3-79 и полученные результаты сравнивают с нормативными параметрами.
Воздухопроницаемость ограждающих стеновых панелей проверяют установкой, состоящей из рабочей обоймы размером 50X50 см с тремя штуцерами, защитной обоймы размером 120X120 см с двумя штуцерами и тремя отверстиями для вывода штуцеров рабочей обоймы (рис. 53). Для создания разрежения в комплект установки входят два пылесоса. Расход воздуха измеряют газовым счетчиком. Прибор комплектуется также двумя регуляторами, двумя микроманометрами и термометрами.
106
Рис. 53. Схема установки для испытания стены на воздухопроницаемость
1 — поток воздуха через рабочую обойму; 2 — поток воздуха через защитную обойму; 3 —защитная обойма; 4 — рабочая обойма; 5 — термометр; 6 — расходомер; 7 — регулятор расхода; 8 — пылесос;
9 — микроманометр
Рис. 52. Схема установки для испытания оконного заполнения на воздухопроницаемость
1 — пластичная шамотная глнна; 2 — расходомер; 3 — пылесос; 4 — кран;
5— термометр; 6 — обойма; 7 — микроманометр; 8 — стена; 9 — оконная коробка
Математическая обработка результатов испытаний свойств элементов зданий производится на основании выборки ограниченного числа элементов данного вида. На практике невозможно провести слишком много измерений, поэтому нельзя построить график функции нормального распределения показателей свойств конструкции, чтобы точно определить истинное значение измеряемого параметра х0. В этом случае наиболее близким к истинному значению можно считать х, а достаточно точной оценкой ошибки измерений— выборочную дисперсию являющуюся характеристикой нормального закона распределения, но относящуюся к конечному числу измерений.
Среднеквадратичную погрешность отдельного измерения выборки рассчитывают по формуле
Sn = ]/'i; (i - *.-)> - В । (63)
107
а среднеквадратичную погрешность ряда измерений находят из выражения
Sl=sJ^n- (64)
Из выражения (64) видно, что с увеличением числа измерений уменьшается численное значение среднеквадратичной погрешности.
Но число п входит в знаменатель в степени V2 и при /1^20 заметное изменение S- достигается только при весьма значительном числе измерений.
Очевидно, истинное значение измеряемого параметра можно вычислить из выражения х0=х±е. Интервал x-j-e, х—е, в котором находится с заданной вероятностью истинное значение Хо, называют доверительным интервалом.
л
В теории ошибок под е понимают произведение (Sj, поэтому вероятность Р того, что истинное значение на-
Л
ходится в интервале (x0±tS-) определяется выражением
р(х—^5;<х0<х + ?5-) = 2Д(х), (65)
где F(x)—интегральная функция, значения которой приведены на с. 35; t—параметр функции F(x) (см. с. 35).
Из формулы (64) можно определить необходимое число элементов для расчета измеряемого параметра с заданной точностью:
n = S2n/Sl. (66)
л
При t—1 вероятность того, что истинное значение измеряемого параметра х0 находится в интервале (х — S-, x+S-) равна Р = 0,683, т. е. 68 % всех измерений находится в интервале (x±S-).
л
При t = 2 вероятность попадания всех измерений в интервал (x±2S~), а следовательно, и нахождения
л
хо в этом интервале равна Р=0,995, при z=3 Р=0,997. Последнее означает, что в интервале (x±3S-) находятся почти все измерения контролируемого параметра. На основании этого правила при наличии в ряду
108
измерений значений, отличающихся от среднего значения более чем на 3S-, его исключают из расчета как непредставительное.
При числе измерений менее 20 проверку необходимого числа контролируемых элементов для получения достоверного значения интересующего параметра выполняют по формуле
п = 400 (1/Яср)(/?
макс ЯМИн)№, (67)
где п — минимально необходимое число контролируемых элементов; Лмакс — максимальное измеренное значение параметра для данной серии контролируемых элементов; Rmhu — минимальное значение контролируемого элемента; /?ср — среднее значение параметра, вычисленное по результатам измерения серии контролируемых элементов; К — коэффициент, зависящий от числа контролируемых элементов данного типа.
Число контроли- Коэффици- Число контроли- Коэффици-
руемых элемен- ент К руемых элемен- ент К
тов тов
5 0,43 9 0,337
6 0,395 10 0,325
7 0,37 20 0,292
Пример определения прочности бетона с помощью молотка Физделя. На поверхности конструкции нанесено произвольное число отпечатков молотком Физделя, например 10. Измеренные отпечатки имеют размеры 7,1; 9,1; 8,8; 10,2; 10,1; 11,4; 8,7; 9,9; 12,9; 9,8 мм. Отбрасываем значения наибольшего 12,9 и наименьшего 7,1 диаметров отпечатков, а по остальным вычисляем среднее арифметическое значение диаметра отпечатков
d = (8,8+ 10,1 + 10,2+11,4 + 8,7 + 9,9 +
+ 9,1 +9,8)/8 = 9,75 мм.
По тарировочной кривой определяем, что отпечатку диаметра 9,75 мм соответствует среднее значение прочности бетона 106-105 Па.
Установим достаточность числа отпечатков для определения прочности бетона. При этом находим, что максимальному диаметру отпечатка 11,4 мм соответствует прочность бетона 62-105 Па, минимальному—131- 10s Па.
По формуле (67) определяем минимально необходимое число измерений:
п = [1/(106-105)| (130 - 2) Ю5 = 17,6= 18 отпечатков.
Следовательно, для более точного определения прочности бетона необходимо сделать не 10 отпечатков, а не менее 18.
Производим еще 10 отпечатков и замеряем их диаметры: 9,6; 13,1; 7,1; 10,4; 10,1; 8,6; 11,5; 10,2; 10,3; 8,9 мм. Из 20 полученных отпечатков отбрасываем наибольшее 13,1 мм и наименьшее 7,1 мм значения и определяем средний диаметр отпечатков, который равен 8,1 мм-.
По тарировочной кривой диаметру отпечатка 8,1 мм соответствует прочность бетона 153-105 Па.
109
В первом случае при недостаточном числе измерений было допущено занижение прочности бетона.
Аналогично следует обрабатывать полученные данные измерений и при определении других параметров эксплуатационных и физико-мехаиических свойств элементов зданий.
Следует обратить внимание, что математическую обработку измерений лучше производить на исследуемом объекте, чтобы исключить повторный вызов для его обследования в случае установления факта недостаточности числа измерений.
§ 7. Типовые структуры ремонтноэксплуатационных организаций
Конечной целью технической эксплуатации зданий является достижение эффективного и безотказного их функционирования. Поэтому при проектировании организационной структуры и показателей качества управления и функционирования эксплуатационных и ремонтно-строительных подразделений поступают так, чтобы была достигнута максимальная эффективность эксплуатации зданий и прилегающих территорий домовладений. Для оценки уровня технического обслуживания и ремонта зданий следует использовать показатели, которые условно подразделяются на три группы:
определяющую качество и оперативность ремонтноэксплуатационных подразделений по техническому обслуживанию и ремонту элементов зданий и наиболее целесообразное использование материальных и трудовых ресурсов, выделенных для эксплуатации;
определяющую качество и оперативность ремонтно-эксплуатационных служб в части культуры обслуживания населения;
характеризующую безотказность элементов и систем зданий.
В группе показателей, характеризующих качество и оперативность ремонтно-эксплуатационных подразделений, наиболее важным является число дефектов, обнаруженных и устраненных при очередных осмотрах, а также в процессе функционирования диспетчерских систем, среднее время простоя инженерных систем и элементов зданий в ожидании обслуживания и в процессе обслуживания, коэффициент использования рабочего времени как отношение среднего времени занятости рабочих к общему времени выполнения операций по технической эксплуатации зданий.
110
В связи с тем, что эксплуатация зданий предусматривает создание максимальных удобств для проживающих или пользующихся помещениями (в гражданских зданиях), важнейшим показателем качества управления и функционирования ремонтно-эксплуатационных служб является число обоснованных жалоб пользующихся зданием и проживающего населения на качество и оперативность выполнения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту; лучшим показателем считается отсутствие таких жалоб.
Наиболее важен параметр надежности элементов зданий, определяемый интенсивностью потоков отказов, средним временем работы элементов зданий и инженерных систем между отказами, вероятностью безотказной работы их за конкретный промежуток времени.
Оценивать эффективность функционирования эксплуатационных и ремонтно-строительных организаций по одному обобщенному показателю недопустимо, поскольку значение такого показателя может скрыть значения других более важных показателей. Например, низкая оперативность эксплуатационных и ремонтно-строительных подразделений и высокие показатели экономической эффективности могут быть следствием низкого уровня организации эксплуатации зданий.
В практике рекомендуется следующий порядок оценки и планирования деятельности ремонтно-эксплуатационных организаций. В качестве главного показателя. принимают эффективность функционирования эксплуатируемых объектов. Для него определяют экстремальные значения, а на остальные показатели деятельности ремонтно-эксплуатационных служб накладывают ограничения. Например, в качестве главных показателей устанавливают объемы планово-предупредительного ремонта при его хорошем качестве, объемы и сроки подготовки зданий к сезонной эксплуатации, предельные сроки на устранение возникающих неисправностей; на удельные затраты труда, расход материалов и денежных средств, продолжительность ремонта накладывают ограничения, определенные нормативами.
Структурная схема и система управления ремонтно-эксплуатационным процессом считается эффектив
111
ной, если она функционирует при незначительных корректирующих воздействиях управляющей подсистемы. Этому требованию в наибольшей степени отвечают нормативный метод планирования и экономического стимулирования ремонтно-эксплуатационной деятельности и коллективные формы организации труда подразделений, работающих в условиях хозрасчета.
Коллективы подразделений по техническому обслуживанию и ремонту элементов зданий и содержанию домовладений структурно во многом аналогичны другим подразделениям народного хозяйства. Как и в других отраслях, в ремонтно-эксплуатационных подразделениях основным принципом организации эксплуатационной деятельности является достижение наибольшей эффективности при наименьших затратах труда и денежных средств на материалы, механизмы и оборудование.
В зависимости от методов достижения поставленной задачи различают централизованное и децентрализованное управление коллективами (подразделениями).
Централизованное управление обладает высокой эффективностью при использовании материальных и трудовых ресурсов за счет оперативной их перегруппировки на наиболее ответственных участках работ. Развитие централизованных систем управления должно обеспечиваться созданием центров надежной, оперативной обработки и передачи информации о состоянии управляемых подразделений и выработки соответствующих управляющих воздействий для достижения поставленных задач наиболее эффективными методами.
В ряде случаев, когда ресурсы недефицитны (при этом трудоемкость и сложность сбора, обработки и передачи информации могут существенно снизить эффективность работы подразделений), целесообразно применять децентрализованную систему управления, например в аварийных службах, когдаг дежурный диспетчер сразу после получения заявки о неисправности или аварии принимает решение и высылает бригаду для восстановления работоспособности элемента здания или инженерной системы.
Вместе с тем централизованная схема построения ремонтно-эксплуатационных служб облегчает концен
112
трацию материальных и трудовых ресурсов, значительно снижает потребность в запасах материалов, машин и механизмов на выполнение аварийных и других непредвиденных работ. Известно, что случайные неисправности предупредить невозможно. Для их устранения создается запас материалов, организуется круглосуточное дежурство требуемого числа рабочих соответствующих специальностей и необходимых машин и механизмов. Объем запасного оборудования и материалов, а также число рабочих для устранения возникающих аварий и неисправностей — величины случайные и определяются двумя параметрами: средним значением числа машин, материалов и оборудования, а также средним числом рабочих данной специальности. Но эти средние величины гарантируют выполнение только части возникающих неисправностей и аварий (около 50%). Для повышения гарантии устранения как можно большего числа неисправностей и аварий создаются запасы гарантированного числа машин, оборудования, материалов и комплектуется расчетное число рабочих, превышающее среднюю потребность в них из условия выполнения непредвиденных работ в предельно допустимое время.
Согласно законам теории вероятностей, число запасов, создаваемых на случай отклонения числа возникающих неисправностей и аварий от среднего значения, измеряется дисперсией — мерой отклонения конкретных значений случайной величины от ее среднего значения. В этом случае при наличии п эксплуатационных организаций, обслуживающих одинаковое число зданий, для каждой из них требуется некоторый объем данного вида ресурса, величина которого может быть найдена из выражения
NP^Nop + kap, (68)
где NP — требуемое количество данного вида ресурса (материалов оборудования, механизмов, рабочих и др.); Л^р — среднее значение потребности в данном виде ресурса, определенное на основании статистических данных; k — коэффициент запаса (обычно принимается равным 3); оР— среднеквадратичное отклонение потребности данного вида ресурса.
Следовательно, в случае децентрализованной схемы технической эксплуатации зданий для п эксплуатационных организаций потребуется nNp ресурсов.
При централизованной схеме эксплуатации зданий
8—370 113
среднее значение запаса по законам теории вероятностей должно быть равно сумме средних запасов по каждой структурной единице:
Wcp.cyM Мер,/= пЛ^ср- (69)
I
Среднеквадратичное отклонение суммы независимых случайных величин определяется из выражения
°р.сум = + °р2 + • • + °^ • <7°)
В нашем примере opi==<tp2 = op<, тогда аР.суМ = = У ПСр
Размер экономии ресурсов при централизованной схеме организации эксплуатации зданий можно наглядно показать, если предположить, что ресурс централизуется для п—25 организаций, эксплуатирующих одинаковое число равноценных зданий. В этом случае
ар.суМ=1Л25^ = 5ар. (71)
Следовательно, чем больше масштабы централизации, тем значительнее экономический эффект в результате сокращения запасов материальных и трудовых ресурсов в ремонтно-эксплуатационных организациях. В связи с этим в последнее время основными направлениями совершенствования организации технического обслуживания и ремонта зданий являются специализация и укрупнение ремонтно-эксплуатационных подразделений.
При создании эксплуатационных и ремонтно-строительных организаций, как правило, соблюдается принцип иерархического построения системы управления, при котором задачи управления решаются по рангам. В подразделениях низшего ранга решаются задачи непосредственного управления коллективами ремонтно-эксплуатационных подразделений. Обобщенная информация о состоянии выполнения мероприятий по эксплуатации зданий передается в орган высшего ранга. При этом чем выше ранг управляющего органа, тем более обобщенную информацию он получает, а решения, вырабатываемые этим органом, имеют также обобщенный характер. Такие обобщенные решения
114
РУКОВОДИТЕЛЬ
Рис. 54. Схема непосредственного управления группой исполни телей (цифрами обозначены исполнители работ)
конкретизируются в органах низшего звена. Следует иметь в виду: чем меньше рангов управления, тем более оперативна структура подразделения, обеспечивающая эффективное функционирование ее звеньев.
Можно выделить четыре основных типа структур управления, применяемых при организационном построении ремонтно-эксплуатационных служб:
непосредственное управление (рис. 54), когда руководитель отдает распоряжения непосредственно каждому исполнителю;
линейная структура;
функциональная структура;
линейно-функциональная структура.
Непосредственное управление осуществляется в малочисленных коллективах (участок мастера, аварийнодиспетчерская служба и др.).
В производственных ремонтно-эксплуатационных подразделениях, имеющих большую численность, применяется линейная структура (рис. 55). При этой структуре исполнители разбиваются на отдельные подразделения, во главе которых стоит руководитель. Такая схема построения применяется при создании участков производителей работ, в состав которых входят участки мастеров.
При линейной структуре управления каждый руководитель должен решать все вопросы, касающиеся деятельности подчиненных ему коллективов. Поэтому от руководителя при линейной структурной схеме построения подразделений требуются разносторонние знания и опыт, что труднодостижимо, особенно при эксплуатации современных зданий, оборудованных сложными
8*
115
Рис. 56. Функциональная структура ремонтно-эксплуатационных подразделений
Ф1...Ф4 — функциональные подразделения
инженерно-техническими системами и автоматическими устройствами.
Указанных недостатков лишена функциональная структурная схема построения ремонтно-эксплуатационных подразделений (рис. 56), при которой общие для нескольких подразделений функции передаются для исполнения подразделениям, специализирующимся на выполнении одной из них. Создание специали-
Н6
зироваиных подразделений по эксплуатации лифтов, инженерно-технических систем и другого оборудования зданий является примером функционального структурного построения ремонтно-эксплуатационных подразделений.
Наибольшее распространение получила в последнее время смешанная линейно-функциональная структура ремонтно-эксплуатационных подразделений, при которой отдельные системы и конструкции эксплуатируются специализированными организациями по договорам с низовыми ремонтно-эксплуатационными подразделениями— линейными звеньями.
Линейные подразделения выполняют некоторые ремонтно-эксплуатационные работы собственными силами и отвечают за конечный результат деятельности ремонтно-эксплуатационных подразделений, для чего они наделяются правом контроля и координации работ всех функциональных звеньев специализированных служб.
Эксплуатация жилищного фонда независимо от его ведомственной принадлежности находится под контролем местных Советов. В каждом жилом микрорайоне депутатские группы систематически рассматривают состояние работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту жилых зданий, благоустройству дворовых территорий, организации обслуживания населения и в случае необходимости принимают меры по технической эксплуатации зданий.
Для организации технической эксплуатации зданий создаются соответствующие органы управления. Низовым органом управления является жилищно-эксплуатационная контора (домоуправление, дирекция по эксплуатации зданий, ремонтно-эксплуатационное управление и др.).
Для эксплуатации административных и других гражданских зданий в крупных городах имеются специальные эксплуатационные подразделения, выполняющие техническое обслуживание и ремонт всех систем, конструкций и оборудования зданий собственными силами (хозяйственный способ ведения работ, линейная структура подразделений) или по договорам со специализированными службами (подрядный способ ведения работ, линейно-функциональная структура подразделений).
117
Жилищный фонд, принадлежащий местным Советам, находится в управлении их жилищных органов. Жилищным фондом предприятий, организаций и учреждений, а также министерств и ведомств (ведомственный жилищный фонд) управляют соответствующие органы этих организаций. Кооперативными домами управляют правления жилищно-строительных кооперативов.
Органами управления жилищным хозяйством исполкомов местных Советов в городах, рабочих и курортных поселках являются:
городские (районные) жилищные управления, производственные ремонтно-эксплуатационные объединения (РЖУ, РЭО и др.) или отделы (управления) коммунального хозяйства, комбинаты коммунальных предприятий и благоустройства (в Москве — Главное управление по жилищному хозяйству и инженерному обеспечению Мосгорисполкома);
управления жилищного хозяйства министерств коммунального хозяйства республик, райисполкомов, облисполкомов;
Главное управление жилищного и гостиничного хозяйства Министерства жилищно-коммунального хозяйства РСФСР;
министерство жилищно-коммунального хозяйства республики.
Жилищным хозяйством предприятий, учреждений и организаций руководят жилищно-коммунальные органы соответствующих министерств.
Низовые' эксплуатационные органы местных Советов осуществляют непосредственную эксплуатацию жилищного фонда либо собственными силами, либо силами специализированных подрядных или кооперативных организаций на договорных началах.
Ремонтно-эксплуатационные подраздения исполкомов местных Советов осуществляют по договорам с жилищно-строительными кооперативами техническое обслуживание и ремонт жилищного фонда этих кооперативов.
Штаты административно-управленческого персонала жилищно-эксплуатационных служб местных Советов комплектуются в зависимости от категории, определяемой объемом эксплуатируемой ими жилой и приравненной к ней площади. Задачей ремондно-эк-
118
сплуатационных организаций является обеспечение технической эксплуатации и обслуживания жилищного фонда в соответствии с правилами и нормами технической эксплуатации зданий, а также другими нормативными документами. Свою деятельность жилищноэксплуатационные организации строят на началах хозяйственного расчета, покрывая расходы (по текущему ремонту и обслуживанию жилищного фонда) за счет собственных доходов.
К управлению жилищным хозяйством должны привлекаться домовые комитеты, действующие под руководством исполкомов районных Советов народных депутатов, а также профсоюзных органов.
Ремонтно-эксплуатационные организации совместно с общественными формированиями обеспечивают строгое соблюдение, законодательства об ответственности граждан за сохранность и содержание в исправном состоянии государственного жилищного фонда; принимают меры общественного воздействия через домовые комитеты и товарищеские суды к лицам, нарушившим договоры найма жилых помещений, заключаемых между жилищно-эксплуатационной организацией и ответственными квартиросъемщиками.
Жилищно-эксплуатационную организацию возглавляет начальник, который назначается приказом районного жилищного органа и утверждается исполкомом районного Совета народных депутатов. Кроме начальнйка в штате.жилищно-эксплуатационной организации могут предусматриваться должности (в зависимости от объема эксплуатируемой жилой и приравненной к ней площади): главный (старший) инженер, инженер, техники, работники бухгалтерии, экономист, паспортисты, товаровед-кладовщик, секретарь-машинистка, курьер-уборщица. Должность техника в штате жилищно-эксплуатационной организации вводится при эксплуатации более 7,5 тыс. м2 приведенной площади; в жилищно-эксплуатационных организациях, эксплуатирующих более 15 тыс. м2 жилой площади, должность техника предусматривается на каждые 15... 25 тыс. м2 приведенной площади.
В штатах жилищно-эксплуатационных организаций, где техническую эксплуатацию жилищного фонда осуществляют подрядным способом специализированные организации, исключаются некоторые должности,
119
а норма эксплуатируемой площади на одного техника увеличена до 20...25 тыс. м2. При этом техник (начальник участка техника) контролирует работу специализированных служб.
Начальник жилищно-эксплуатационной службы организует работу всех звеньев жилищного хозяйства микрорайона, координирует работу специализированных организаций, осуществляющих техническую эксплуатацию элементов здания, санитарную очистку и уборку территорий домовладений (если эти работы выполняются подрядным способом), экономично и рентабельно ведет хозяйство, руководит хозяйственно-финансовой деятельностью, лично организует подбор и расстановку кадров, следит за их обучением, совместно с общественными организациями организует соревнование в коллективе за успешное и высококачественное выполнение мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий, благоустройству домовладений, привлекает население микрорайона к работам по эксплуатации жилищного фонда и благоустроительным работам, организует среди жителей соревнование за лучшее содержание жилищ.
Главный инженер жилищно-эксплуатационной организации является заместителем начальника. Он разрабатывает перспективные и текущие планы проведения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту элементов зданий, руководит выполнением мероприятий по безопасным методам эксплуатации жилищного фонда, участвует в работе комиссий по приемке домов в эксплуатацию (законченных строительством и после ремонта).
Кроме того, главный инженер организует техническое обучение, повышение квалификации инженерно-технических работников и рабочих, обеспечивает повышение производительности труда путем внедрения передовых методов и механизации работ, способствует развитию рационализаторской работы в подразделении, организует из числа пенсионеров, имеющих соответствующую инженерную подготовку и опыт, технический совет, а также пункты оказания практической помощи населению в выполнении ремонтных работ собственными силами.
Главный инженер руководит объединенной диспетчерской службой (ОДС), которая организует и кон
120
тролирует работы по своевременному устранению возникающих неисправностей подразделениями, осуществляющими техническое обслуживание и ремонт зданий.
Старший инженер подчиняется главному инженеру жилищно-эксплуатационной организации (а при отсутствии в штате должности главного инженера выполняет его функции) и руководит работами по текущему ремонту жилищного фонда микрорайона. В ведении старшего инженера находятся рабочие, выполняющие текущий ремонт, которые, как правило, объединяются в бригады и работают на единый наряд. Старший инженер непосредственно выдает бригаде задания на производство работ и через техников контролирует их выполнение. Он контролирует также ход работ и их качество по капитальному ремонту зданий, обеспечивает своевременно подачу заказов и оформление дефектных ведомостей на составление технической документации на все виды ремонта и контролирует ход изготовления проектно-сметной документации, привлекая для этого членов технического совета из числа проживающего населения.
Технику подчиняются уборщицы, дворники, лифтеры и обслуживающий персонал, закрепленный за группой домов, обслуживаемых техником. Он контролирует организацию и качество текущего и капитальною ремонта в закрепленных за ним домах, обеспечивает надлежащее содержание участка территорий домовладений, а также зеленых насаждений. Техник с помощью общественности следит за выполнением квартиросъемщиками договора найма жилых помещений, за своевременным ремонтом ими квартир, а также за выполнением населением правил общежития.
Для выполнения текущего ремонта хозяйственным способом в жилищно-эксплуатационных организациях содержится штат постоянных рабочих различных специальностей (рис. 57). Так, кровельщик отвечает за исправное состояние кровель. Плотник-столяр обеспечивает исправное состояние деревянных конструкций. Маляр-штукатур выполняет работы по текущему ремонту оштукатуренных и окрашенных поверхностей, а также плиточные, гидроизоляционные и несложные лепные работы.
Печник-каменщик периодически осматривает печи,
121
Рис. 57. Схема организации технической эксплуатации зданий хозяйственным способом
Рис. 58. Схема организации технической эксплуатации зданий подрядным способом
кухонные очаги, дымоходы и каменные конструкции зданий, выполняет в составе бригады плановые работы по текущему ремонту элементов зданий, а также связанные с их подготовкой к сезонной эксплуатации.
Слесарь-сантехник производит планово-предупредительные и наладочные работы санитарно-технического оборудования, а также устраняет возникающие неисправности в инженерно-технических системах зда
122
ния, выполняет мероприятия по их подготоке к сезонной эксплуатации.
Электромонтер выполняет работы по ремонту и наладке устройств, обеспечивающих. электроснабжение домов, а также другого электрооборудования зданий.
При наличии в микрорайоне котельных, работающих на газообразном или твердом топливе, в штатах жилищно-эксплуатационной организации предусматриваются должности операторов или истопников-кочегаров.
Поскольку все рабочие текущего ремонта, как правило, работают в составе бригады, они осваивают смежные профессии и в процессе технического обслуживания зданий выполняют несколько видов работ.
В штатах жилищно-эксплуатационных организаций предусматриваются также должности младшего обслуживающего персонала: лифтеры (при отсутствии объединенных диспетчерских систем), уборщицы, дворники и другие работники в зависимости от инженерной оснащенности и благоустройства жилых домов.
При производстве технической эксплуатации и обслуживания жилищного фонда силами специализированных служб подрядным способом при низовых жилищно-эксплуатационных организациях создаются соответствующие участки (бригады), которые находятся в оперативном подчинении жилищно-эксплуатационной организации (рис. 58).
В настоящее время в ходе перестройки работы ремонтно-эксплуатационных организаций внедряются новые формы производства технического обслуживания и ремонта жилищного фонда, о чем более подробно сказано в § 28.
При смене и назначении нового руководителя жилищно-эксплуатационной организации или инженерно-технических работников производят осмотр жилых домов, а также элементов благоустройства участка, входящего в состав данной жилищно-эксплуатационной организации или передаваемого участка. При этом выявляют техническое состояние зданий и основные дефекты отдельных конструктивных элементов, оборудования и благоустройства участка. Характер и порядок осмотра каждого здания, его элементов и инженерных систем при передаче от одного должност-
123
кого лица другому такие же, как и при очередном осмотре. В состав комиссии по сдаче-приемке жилищного хозяйства при смене начальника жилищно-эксплуатационной организации входят: представитель вышестоящего руководящего органа (председатель), вновь назначенный начальник, освобожденный от работы начальник и представитель домового комитета.
Техническая документация, передаваемая при сдаче хозяйства: акты приемки зданий новой застройки от строительной организации со всеми приложениями; генеральный план участка с нанесенными зданиями и сооружениями, а также подземными коммуникациями, расположенными на территории жилищно-эксплуатационной организации или ее участка; поэтажные планы зданий; схемы дворовых и внутридомовых коммуникаций и систем водоснабжения, канализации, центрального или местного отопления, газо-, электроснабжения и др.; паспорта котельного хозяйства, котловые книги; паспорта лифтов; сметы, ведомости дефектов, акты выполненных работ и другие документы по ремонту зданий; инвентаризационные ведомости, содержащие основные сведения о земельном участке, зданиях и их оборудовании; технический паспорт на жилой дом и земельный участок. Кроме того, при сдаче должна быть передана вся документация о хозяйственно-финансовой деятельности, а также числящиеся на подотчете материальные и другие ценности.
При отсутствии указанной выше документации вновь назначенное на должность лицо обязано восстановить ее на основании инвентаризации и технической паспортизации с привлечением домовой общественности и представителя вышестоящей организации.
Акт сдачи-приемки жилищного хозяйства составляется по утвержденной форме и утверждается руководителем вышестоящей организации не позднее десяти дней с момента его составления.
Низовым звеном ремонтно-строительной или специализированной организации, выполняющей техническое обслуживание и ремонт зданий и их инеженерных систем, является участок мастера (производителя работ), который закрепляется за конкретными эксплуатационными организациями и оперативно подчиняется их руководителям. Участок производителя работ объединяет 3...4 участка мастера. Группу (не менее трех)
124
участков производителей работ возглавляет старший прораб.
Для планирования и координации деятельности подчиненных участков в составе аппарата управления специализированной или ремонтно-строительной организации создаются плановый, финансовый, производственный отделы, группы снабжения, проектно-сметная группа, а также отделы проектирования работ, бухгалтерия и др. В штатном расписании аппарата управления предусмотрены также должности инженеров по технике безопасности, кадрам, главный механик и др.
Штаты аппарата управления специализированных и ремонтно-строительных организаций и численность линейных инженерно-технических работников устанавливают в зависимости от объемов работ, их сложности и трудоемкости на основании типовых структур.
Должностные обязанности работников управленческого персонала и линейных работников специализированных и ремонтно-строительных организаций разрабатывает руководитель подразделения применительно к конкретным условиям производства работ на основании типовых должностных инструкций для данной категории работников.
Для эксплуатации общественных зданий создаются соответствующие эксплуатационные службы, которые выполняют мероприятия по содержанию и ремонту аналогично ранее рассмотренным схемам для жилых зданий. Однако для таких зданий не утверждены типовые структуры эксплуатационных организаций. Обязанности инженерно-технических работников соответствующих категорий и специальностей аналогичны ранее рассмотренным и определяются должностными инструкциями, утвержденными руководителями организации, на балансе которой находится здание. При этом учитывают особенности технологических процессов, протекающих в эксплуатируемом здании.
В зависимости от технологических процессов эксплуатационные требования и обязанности обслуживающего и ремонтно-эксплуатационного персонала для различных категорий гражданских зданий отличаются друг от друга. Так, в зданиях, связанных с ^массовым посещением, одной из основных обязанностей эксплуатационного персонала является обеспечение пожарной
125
безопасности, что учитывается при определении структуры и штатов соответствующих ремонтно-эксплуатационных служб, а также при утверждении должностных инструкций инженерно-технических работников этих служб.
Контрольные вопросы
1. Назовите особенности технической эксплуатации зданий, 2. Чем объясняется случайный характер причин, определяющих потребность в выполнении технического обслуживания и ремонта элементов зданий?
3. Дайте определения физическому и моральному износу зданий. Назовите причины вызывающие их. Объясните методы определения физического и морального износа зданий по результатам их обследования.
4. Как определить оптимальный срок службы здания? Каково влияние долговечности конструктивных элементов и их стоимости на значение оптимального срока службы здания?
5. Чем объясняется случайный характер срока службы элемента здания?
6. Дайте обоснование системы планово-предупредительного ремонта элементов зданий и его преимущества перед другими системами ремонтов.
7. Объясните, как можно определить срок службы данного элемента здания по результатам обследования.
8. Перечислите эксплуатационные требования, предъявляемые к зданиям, их конструкциям и оборудованию. Объясните порядок приемки зданий в эксплуатацию: вновь построенных и отремонтированных.
9. Как определить прочностные характеристики материала конструкций неразрушающими методами? Назовите приборы, применяемые для этих целей, и объясните принцип их работы.
10. Назовите методы измерения: деформаций зданий, профиля и местоположения арматуры, прогибов конструкций, колебаний конструкций зданий.
11. Объясните методику геодезического контроля за осадкой зданий.
12. Назовите приборы автоматического контроля за осадкой зданий и объясните принцип их работы.
13. Объясните методику контроля параметров микроклимата помещений, перечислите приборы, применяемые для этих целей Расскажите о принципе их работы.
14. Назовите приборы для измерений звукоизолирующей способности ограждающих конструкций. Изложите порядок работы с приборами.
15. Расскажите о методике математической обработки результатов испытания элементов зданий.
16. Перечислите типовые штатные структуры ремонтно-эксплуатационных служб.
17. Какие существуют организационные структуры ремонтноэксплуатационных служб? Перечислите их преимущества и недостатки.
18. Объясните порядок сдачи-приемки жилищного хозяйства при смене руководителя ремонтно-эксплуатационной службы.
126
Глава II. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
§ 8. Виды коррозии материала конструкций и методы их защиты от преждевременного износа
В процессе эксплуатации элементов зданий их материал кроме силовых воздействий, вызываемых постоянными и временными нагрузками, подвергается агрессивному воздействию факторов окружающей среды, в результате чего происходит физический износ строительных конструкций и инеженерных систем.
Износ материалов строительных конструкций и инженерных систем под воздействием окружающей среды называют коррозией, если он сопровождается химическими, физико-химическими и электрохимическими процессами, или эрозией, если износ материала сопровождается механическими воздействиями потоков воздушной среды, жидкости, твердых пылевидных частиц, а также при кавитационных явлениях.
Химическая коррозия материала элементов зданий сопровождается необратимыми изменениями материала конструкций и инженерных систем в результате взаимодействия с агрессивной средой.
Электрохимической коррозии подвержены металлические конструкции и элементы инженерных систем, эксплуатируемые в условиях их контакта с атмосферной средой, водой, влажными грунтами, агрессивными газами. В этих условиях коррозионное разрушение металла при взаимодействии с агрессивной средой — электролитом — сопровождается необратимыми изменениями структуры в результате возникновения электролитических процессов на границе металл — агрессивная среда.
Часто в условиях эксплуатации в результате взаимодействия материала конструкции с агрессивной средой происходит его физическое разрушение. Если оно сопровождается изменением состава материала конструкции (выщелачивание некоторых компонентов, новые кристаллические образования), коррозия называется физико-химической. Если коррозия не сопряжена с химическими превращениями материала конструкций, то такой вид коррозии называют физической.
127
По агрегатному состоянию агрессивная среда может быть газообразной, жидкой, твердой или многофазной. Можно привести много примеров многофазной агрессивной среды. Фундаменты зданий контактируют с минерализованными грунтовыми водами, часто загрязненными промышленными стоками, которые заполняют поры твердого вещества скелета грунта, растворяют газы, находящиеся в этих порах.
Коррозионные процессы более интенсивно протекают в жидкой агрессивной среде. По отношению к сухим материалам конструкций газообразная среда, содержащая пылевидные твердые частицы, неагрессивна. Однако поверхность элементов зданий практически всегда содержит адсорбированную из атмосферного воздуха влагу, в результате чего на ней образуется тончайший слой насыщенного раствора минеральных веществ, агрессивного по отношению к материалу строительных конструкций и инженерных систем.
Степень агрессивного воздействия среды на строительные конструкции характеризуется среднегодовой потерей прочности в зоне коррозии, а также скоростью разрушения материала (табл. 2).
Среднегодовую скорость разрушения поверхностного слоя материала и снижение его прочности в зоне Таблица 2. Классификация степени агрессивности среды
Среда Средняя скорость разрушения поверхностного слоя, мм/год Снижение прочности в зоне коррозии за год. % Внешние признаки коррозии неметаллического материала
металл а неметаллического материала металла неметаллического материала
Неагрессивная 0 0,2 0 0 —
Слабоагрессивная <0,1 0,2.. .0,4 <5 <5 Слабое поверхностное разрушение
Среднеагрессивная 0,1...0,5 0,4... 1,2 3...15 5...20 Повреждение углов или волосные трещины
Очень агрессивная >0,5 >1,2 >15 >20 Ярко выраженное разрушение (сильное растрескивание)
128
Таблица 3. Классификация агрессивности различных газов в зависимости от их концентрации
Газ ' Концентрация газа, мг/м’, группы.
А Б В Г д
Углекислы.'! <1090 >1000 — — —
Аммиак <0,2 >0,2 — — —
Сернистый ангидрид <0,5 0,5...10 11...200 201...1000 >1000
Фтористый водород <0,02 0,02...5 5,1...10 11...100 >100
Сероводород <0,01 0,01...10 11...200 201...2000 >2000
Оксиды азота <0,1 0,1...5 5,1...25 26...100 >100
Хлор <0,1 0,1...1 1,1. .5 5,1...10 >19
Хлористый водород <0,05 0,05...5 5,1. .10 11...100 >100
коррозии определяют по данным натурных обследований в течение нескольких лет (не менее трех). В зависимости от степени агрессивности газы подразделяются на пять групп (табл. 3).
При наличии в агрессивной среде нескольких газов степень агрессивности среды принимают по наиболее агрессивному газу.
Агрессивность газов по отношению к конструкциям возрастает от группы А до Д и зависит от относительной влажности воздушной среды, в которой эксплуатируется элемент здания. В связи с этим различают следующие группы влажности воздушной среды при температуре 12...24 °C:
Сухая ...............
Нормальная...........
Влажная..............
Мокрая ..............
Относительная влажность, % До 50 50...60 60. . .75 Более 75
9—370
129
Степень агрессивности среды в зависимости от влажности воздуха определяют по следующим данным:
Относительная влажность, % Группа газов Степень агрессивности
До 60 А Неагрессивная
Б »
В Слабая
Г Средняя
Д Сильная
61...75 А Неагрессивная
Б Слабая
В Средняя
Г Сильная
Д
Более 75 А Слабая
Б Средняя
В Сильная
Г
Д »
Приведенная выше оценка агрессивности дана для положительных температур и влажности воздуха до 50 % при отсутствии конденсата на поверхности конструкции.
Интенсивность коррозионных процессов строительных конструкций зависит не только от степени воздействия газовой среды, но и от плотности их материала. Более подвержены газовой коррозии пористые материалы (известняки, бетоны, кирпичные конструкции и др.). Плотные материалы (металлы, изверженные каменные породы и т. п.) корродируют преимущественно с внешней поверхности.
Агрессивные газы могут проникать в плотные материалы на глубину не более 2 см, а в пористый материал, например бетон, на глубину 10 см. При высокой влажности материалов газы могут образовывать кислоты, которые способствуют быстрому разрушению конструкций. Следует иметь в виду, что кислоты наиболее агрессивны по отношению к металлам, цементным бетонам, силикатному кирпичу и осадочным
130
горным породам (известняк, доломит и Др.). Керамические изделия, кирпич и бетоны на жидком стекле коррозионно-устойчивы против действия кислот, но сравнительно легко разрушаются щелочами.
Некоторые соли разрушают конструкции с интенсивностью, не уступающей действию кислот и щелочей. Растворы солей условно можно подразделить на три группы:
средние, являющиеся продуктом реакции сильных кислот со слабыми щелочами;
основные, образующиеся при взаимодействии слабых кислот с сильными основаниями;
средние, являющиеся продуктом реакции сильных кислот на слабые основания.
По степени агрессивного воздействия на материал элементов зданий кислые соли можно сравнить с кислотами, основные соли — со щелочами. Менее агрессивны средние соли кислого и щелочного характера (табл. 4).
При повышении температуру растворов степень их агрессивности увеличивается.
Растворы солей вызывают не только химическую коррозию материалов конструкций, но также являются причиной физической коррозии, возникающей вследствие кристаллизации солей в порах материала.
Агрессивное воздействие растительных и животных масел на строительные конструкции заключается в том, что масла, проникая в тело конструкции в результате капиллярного подсоса, расклинивают микрочастицы, нарушая структуру материала.
Некоторые строительные материалы разрушаются под воздействием бензина, бензола, ацетона, дихлорэтана, уайт-спирита, керосина и др. (табл. 5).
Таблица 4. Степень агрессивности растворов солей, кислот и щелочей при их температуре, равной 20 °C
Растворы Степень агрессивного воздействия
слабая средняя сильная
Кислоты, pH Едкие щелочи, % Аммонийные соли, % Сульфаты натрия, магния и др., % Другие соли, % 9* <4 5... .8 0,05...0,1 0,2...0,5 1...2 4...1 8.. .15 0,1...0,5 0,5...1 2...3 1 15 0,5 1 3 131
Таблица 5. Степень агрессивности масел, нефтепродуктов и растворителей при 20 °C
Среда
Степень агрессивного воздействия < на конструкцию
бетой и асбестобетон железобетон кирпич
глиняный силикатный
Масла:
минеральные растительные животные
Нефть и нефтепродукты: сырая нефть сернистый мазут дизельное топливо бензин
Растворители: бензол ацетон
Слабая Средняя »
»
Слабая »
Неагрессивная
Слабая Неагрессивная
Неагрессивная »
»
» » »
Неагрессивная »
Агрессивность растительных и животных масел увеличивается при повышении их температуры по сравнению с данными, приведенными в табл. 5, так как в этом случае процесс окисления ускоряется. Из органических масел наиболее агрессивен по отношению к бетону и железобетону свиной жир. Строительные конструкции интенсивно корродируются пылью, которая, взаимодействуя с влагой и различными газами, образует сильноагрессивную среду. Кроме того, пыль различных материалов, оседая на поверхности строительных конструкций, адсорбирует пары и влагу, образуя агрессивные растворы.
Агрессивные среды по характеру взаимодействия со строительными конструкциями подразделяются на две группы: физически и химически активные. Особую роль в ускорении износа материала конструкции играют поверхностно-активные вещества, которые могут относиться к обеим группам агрессивных сред.
Химически активные агрессивные среды, в отличие от физически активных, вызывают необратимые изменения химической структуры материалов.
К отдельному виду агрессивной среды относится биологическая. Наиболее агрессивными по отношению к некоторым материалам строительных конструк
182
ций явлйются многие микроорганизмы (бактерии, микробы и др.). Известно, например, что древесина и многие полимеры интенсивно разрушаются различными грибами. На бетон и металл сильное разрушающее действие оказывают сульфоредуцирующие, динитрифицирующие и некоторые другие бактерии.
Коррозия металлических конструкций может происходить по химическому или электрохимическому механизму. Химическая коррозия металлов протекает в среде сухих газов (при температуре газовой среды более 100 °C) или в среде неэлектролитов. При воздействии на металлические конструкции воды, растворов электролитов и влажных газов износ материала элементов зданий сопровождается электрохимической коррозией.
При химической коррозии окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды подчиняются законам химической кинетики. При электрохимической коррозии процесс протекает в электропроводящей среде, где процессы ионизации атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды происходят параллельно и скорости их зависят от электродного потенциала металла, а также от характера окружающей среды (природы агрессивных ионов, их концентрации, температуры электролита и др.).
Взаимодействие металла с электролитом, характерное для электрохимической коррозии (рис. 59), сопровождается тремя основными процессами:
анодным, при котором образуются гидратированные ионы металла, перешедшие в электролит, и избыточные электроны:
Me -|- znH2O->Me'l+ -f- mH2O -f- пе;
переходом электронов по металлу от анодных участков к катодным;
катодным, при котором ионы ассимилируются электронами или молекулами растворов, способными к восстановлению на катодных участках:
D -f- ne-+[Dne].
Участки анодной и катодной реакции разделены, и для протекания процесса необходим переток электронов металлов и ионов в электролите. Протекание электронов от более отрицательных участков (анодов)
133
Рис. 59. Взаимодействие металла с влагой — электролитом при коррозии
к менее отрицательным (катодам) выравнивает значение потенциалов участков, которые замыкаются электролитом и практически становятся электродами короткозамкнутого гальванического элемента. Если бы при этом анодный и катодный процессы не протекали, то потенциалы участков (электродов) сравнялись бы и наступила полная поляризация. При эксплуатации металлических конструкций указанные процессы, как правило, не прекращаются. Ионы и молекулы раствора электролита, обеспечивающие катодный процесс, называются деполяризаторами. Наибольшее значение из них имеют кислородная (нейтральными молекулами) и водородная (ионами) деполяризация. Однако в ряде случаев наблюдается повышенная коррозионная стойкость металлов — пассивное состояние, вызванное торможением анодного процесса электрохимической коррозии. Наступление пассивного состояния характеризуется резким уменьшением скорости коррозии металла, значительным смещением электропотенциала в положительную сторону.
Искусственное создание условий для пассивации металлов — эффективное средство борьбы с коррозией металлов, например с помощью пассивирующих грунтовок под окрасочный слой.
В условиях эксплуатации зданий наиболее распространены атмосферная коррозия, коррозия подземных конструкций, а также систем водо- и теплоснабжения.
Основной фактор, определяющий механизм и скорость атмосферной коррозии, — степень увлажнения поверхности конструкции, а также относительной влажности воздушной среды. По степени увлажнения атмосферную коррозию подразделяют на:
мокрую, происходящую при относительной влажно
134
сти воздуха около 100 % и капельной конденсации влаги, а также при непосредственном увлажнении металлических конструкций атмосферными осадками;
влажную, происходящую при наличии на поверхности металла пленки влаги толщиной 10-6...10~5 см (100... 1000 °А), которая образуется в результате капиллярной, адсорбционной или химической конденсации при относительной влажности воздуха менее 100%. Таким образом, атмосферная коррозия протекает при наличии сравнительного тонкого слоя электролита на поверхности металлической конструкции. В этом случае электролитом является как сама влага, так и увлажненный слой продуктов коррозии.
Скорость атмосферной коррозии зависит от влажности воздуха (рис. 60), при этом на критическую влажность, при которой конденсируется влага, влияют состояние поверхности металлоконструкции, состав атмосферы и температура электролита. Критическое значение относительной влажности воздуха изменяется в зависимости от состояния поверхности стальной конструкции:
Поверхность металла
Среда
Критическая влаж ность. %
Чистая
Предварительно корродированная
Воздух:
чистый
содержащий 0,01 % серни-
стого ангидрида
Вода
Соляная кислота, 3 %-ный раствор
100
70
65
55
Скорость коррозии металлоконструкций зависит главным образом от состава среды и содержания в ней минеральных солей. Наиболее важные стимуляторы коррозии—газы (хлор, сернистый ангидрид, сероводород, диоксид углерода), водный раствор которых имеет кислую реакцию.
Наличие в атмосфере минеральных солей, например хлористого натрия, также ускоряет коррозию, при этом с повышением относительной влажности воздуха скорость коррозии увеличивается в десятки раз, что объясняется гигроскопичностью хлористого натрия (рис. 61). Наличие на поверхности металлоконструк-
135
ЭОНА
ЗОНА
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ, %
Рис. 60. Зависимость скорости коррозии металлоконструкций от влажности воздушной среды
Рис. 61. Зависимость скорости коррозии металлоконструкций во влажной среде, содержащей раствор хлористого натрия
ции нерастворимых загрязнений, например пыли, содержащей минеральные или органические вещества, которые инертны по отношению к металлоконструкции, также опасно, так как эти вещества способны адсорбировать коррозионно-активные газы и влагу из атмосферы. Загрязнение поверхностей вызывает коррозию не только незащищенных металлических конструкций. Конденсация влаги, адсорбция частичками пыли газов и влаги из атмосферы и образование кор-розионно-акивных электролитов происходят также и на окрашенных поверхностях металлоконструкций. Вследствие пористости и гидрофильности некоторых пленкообразователей или пигментов время пребывания влажной пыли на поверхности защитного покрытия увеличивается, что вызывает растворение и диффузию агрессивных ионов в пленку покрытия. Таким образом, защитные свойства и внешний вид лакокрасочных покрытий в значительной степени зависят от чистоты поверхности, систематической очистки конструкций от пыли и грязи, а также от адсорбционных свойств пленки (смачиваемости и способности удерживать загрязнения). Длительное пребывание влаги с растворенными в ней газами и минеральными солями на поверхности покрытия создает благоприятные условия для ее диффузии к поверхности металла, особенно в мес
136
тах нарушения сплошности покрытия — микротрещи-нах, а также в стыковочных соединениях. В результате коррозионные поражения бывают в таких случаях в виде местных язв и разрушений. >
Одна из разновидностей коррозии — нитевидная, которая характеризуется узкими нитевидными каналами. Установлено, что образованию таких каналов на поверхности незащищенной металлической конструкции способствуют загрязнения твердыми частицами, попадающими из воздуха при монтаже элементов зданий и их эксплуатации, перенос ветром с других участков конструкции продуктов коррозии, угольной пыли, оксидов металлов, сульфатов кальция и магния, хлоридов кальция и натрия и других веществ, способных создать анодный микроучасток. На поверхностях стальных конструкций и конструкций из алюминия при наличии микрочастичек хлористого натрия, сульфата кальция и высокой относительной влажности уже йе-рез несколько суток начинает развиваться нитевидная коррозия. На стальных конструкциях глубина коррозионных поражений за 25...30 сут достигает 0,1...0,2 мм, ширина канавки по всей поверхности бывает разной и остается примерно одинаковой во времени. На окрашенных конструкциях нитевидная коррозия встречается редко, обычно из-за дефекта лакокрасочного покрытия, в котором проникшие агрессивные ионы изменяют электродный потенциал металла, создавая анодный микроучасток. Разрушение лакокрасочного покрытия наиболее интенсивно происходит в замкнутых, плохо вентилируемых пространствах. Этому способствуют: высокая относительная влажность воздуха (90...93 %); высокая температура воздуха (>20°С).
Например, в чердачных помещениях, где недостаточная вентиляция и имеются зоны застойного воздуха, удаление влаги, поглощенной окрасочной пленкой, происходит в несколько раз медленнее, чем насыщение. Вследствие этого электролит быстрее достигает поверхности металла. Частый перепад температур от плюсовой до отрицательной вызывает значительные внутренние напряжения в защитной пленке, снижает ее прочность и адгезию.
Распространенными видами коррозии в атмосферной среде, которые встречаются в процессе эксплуатации металлических элементов и конструкций, явЛяют
137
ся контактная и щелевая, а также коррозия под напряжением.
Контактная коррозия происходит при контакте двух и более металлов, имеющих разные электродные потенциалы:
Металл Потенциал, В Металл
Потенциал, В
Mg/Mg?+ —2,363 Fe/Fe2+ —0,440
А1/АР+ —1,663 Fe/Fe3+ —0,037
Сг/Сг2+ —0,913 Cu/Cu2+ +0,337
Zn/Zn2+ —0,761 Cu/Cu+ +0,521
Сг/Сг3+ —0,744
При контакте, например, цинка и железа, цинк будет разрушаться как более электроотрицательный металл по сравнению с железом. Таким образом, при контакте любых разнородных металлов коррозия более электроотрицательного металла будет ускоряться, а более электроположительного замедляться. На этом принципе используется метод защиты стального листа цинкованием. Интенсивность контактной коррозии зависит от соотношения площадей катодных (более электроположительных) и анодных (более электроотрицательных) участков. Чем больше это соотношение, тем быстрее разрушается анодный участок. Скорость контактной коррозии также зависит от состава окружающей среды.
С увеличением расстояния от границы контакта анода с катодом сила коррозионного тока ослабевает вследствие роста омического сопротивления тонкого слоя электролита, находящегося на поверхности металла. Следовательно, для прекращения коррозии необходимо наносить на поверхность металлических конструкций покрытия, обладающие высокими диэлектрическими свойствами, например перхлорвиниловые или из эпоксидных смол.
В местах соединений элементов строительных конструкций почти всегда остаются зазоры, щели и другие неплотности. Возможны два типа неплотных соединений: между элементами из одноименных металлов (сталь — сталь, сплав алюминия — сплав алюминия) и между элементами разноименных металлов. В первом случае возможно коррозионное разрушение по механизму чистой щелевой коррозии, во втором — по механизму щелевой, усиленной контактной.
138
В местах соединения элементов строительных конструкций из однородных металлов (например, фальцевые соединения кровельных листов из стали, неплотности в креплении парапетной решетки к стальной кровле, в резьбовых соединениях задорно-регулировочной арматуры на трубопроводах систем отопления и водоснабжения и др.) интенсивная коррозия объясняется тем, что доступ кислорода в щели затруднен, поэтому здесь образуются анодные участки. Поскольку их площадь значительно меньше площади открытых поверхностей металлических элементов, которые являются в данном случае катодами, коррозионное разрушение металла в щели протекает с большой скоростью.
В том случае, когда щель образуется при соединении разнородных металлов (болты из алюминиевых сплавов на стальных конструкциях, стальные решетки на латунных трубках бойлеров и др.), коррозия носит характер щелевой, усиленной контактной, вследствие образования гальванической пары между металлами, имеющими разные электродные потенциалы.
Не рекомендуется, например, крепить оцинкованные водосточные трубы с помощью медной проволоки. Медь и цинк, образуя гальваническую пару, в которой цинк как более электроотрицательный является анодом, корродируют. Скорость коррозии усиливается за счет образования щели между оцинкованной трубой и медной проволокой.
Следует помнить, что все увлажненные участки металлических элементов, к которым ограничен доступ кислорода, разрушаются быстрее открытых, так как они являются анодами.
При осмотрах зданий необходимо в первую очередь обращать внимание на элементы, которые неодинаково аэрируются кислородом воздуха (металлические консольные балки балконов в местах заделки, закладные детали сборных железобетонных конструкций и др.). Наиболее надежным способом предохранения металла в неплотностях и зазорах от коррозии является их полная изоляция от электролита (влаги) путем уплотнения негигроскопичными материалами. В качестве таких материалов наиболее эффективны тио-коловые или силиконовые мастики. Можно также использовать стойкие лакокрасочные материалы (эпок
139
сидные лаки, хлорсульфированные композиции полиэтилена и др.).
Для строительных конструкций характерно одновременное влияние коррозионной среды и напряжений, возникающих при воздействии постоянных и временных нагрузок. Это вызывает коррозию под напряжением, которая приводит к снижению прочности материала значительно раньше, чем при отсутствии нагрузки. В зависимости от вида нагрузок различают коррозию при постоянно растягивающей нагрузке (коррозионное растрескивание) и коррозию при знакопеременных, циклических нагрузках (коррозионная усталость материала конструкции). Оба вида коррозии провоцируют межкристаллитную (транскристаллит-ную) коррозию, которая значительно опаснее, чем равномерная и местная.
При защите конструкций от коррозии под напряжением, как и вообще от любого вида коррозии, необходимо изолировать поверхность металлоконструкции от контакта с влагой, для чего применить метод металлизации, различные гидрофобные смазки, а также тщательное покрытие конструкций цементным раствором. Наиболее технологичным и надежным методом защиты является высококачественная окраска стойкими красителями в сочетании с нанесением неметаллических неорганических покрытий и металлизацией.
Интенсивность коррозии трубопроводов систем отопления, горячего и холодного водоснабжения зависит от состояния поверхности труб, химического состава, температуры, скорости движения и давления воды.
Концентрация ионов водорода (pH среды) в растворе электролита (транспортируемой воде) также определяет скорость коррозии (рис. 62). К металлам, малостойким в кислых средах, относятся железо, магний, медь, марганец. При малых значениях pH (кислая среда) скорость их коррозионного разрушения очень велика. При этом коррозия сопровождается выделением водорода, а образующиеся продукты коррозии легко разрушаются и не защищают металл от дальнейшего разрушения. При pH = 4...8,5 скорость коррозии перечисленных металлов постоянна, так как в этих условиях не меняется растворимость кислорода — основного стимулятора коррозии трубопроводов. В щелочных средах (рН>10) перечисленные металлы корродиру-
140
Рис. 62. Зависимость скорости коррозии металлоконструкций от концентрации ионов водорода в водной среде — электролите а — благородные металлы (платина, золото); б— амфотерные металлы (цинк, алюминий, свинец); в — железо, медь, никель, хром, марганец, кадмий, магний
Рис, 63. Зависимость интенсивности коррозии металла от скорости движения воды — электролита
/ — скорость движения воды 2 м/с; 2 — то же, 2...3 м/с; 3 — то же, выше 3 м/с
СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА
ют с образованием нерастворимых гидроокислов, которые затрудняют доступ кислорода к поверхности металла, и скорость коррозии резко падает. При очень высоких концентрациях ионов гидроокисла (рН>14) коррозия стали сопровождается образованием растворимых ферритов NaFeO2 и гипоферритов Na2FeO2 и скорость ее возрастает.
Циик, алюминий, олово, свинец устойчивы против коррозии в нейтральной среде, но легко разрушаются в щелочных и кислых средах. Для каждого металла имеется определенное значение pH, при котором скорость его коррозии минимальна, например для стали— 14, цинка— 10, алюминия — 7.
Скорость коррозии трубопроводов в значительной степени зависит от температуры транспортируемой воды. Это связано с тем, что с повышением температуры увеличивается скорость диффузии агрессивных ве
141
ществ к поверхности металла и повышается растворимость продуктов коррозии. Некоторые металлы при повышении температуры меняют свой электродный потенциал. Например, изменение потенциала в положительную сторону у цинка происходит с повышением температуры быстрее, чем у железа. Поэтому при температуре воды более 70 °C железо имеет более электроотрицательный потенциал по сравнению с цинком. Это опасно для оцинкованных труб, так как цинковое покрытие не только перестанет быть защитой для стальных трубопроводов, но в местах нарушения сплошности цинкового покрытия железо в паре с цинком образуют гальваническую пару, где в качестве анода будет железо, скорость коррозии которого увеличится. Этим, в частности, вызвано ограничение температуры горячей воды, Транспортируемой по оцинкованным трубам.
Помимо температуры на скорость коррозии влияет давление в отопительных и водопроводных системах, так как от него зависит растворимость газов, участвующих в коррозионном процессе. С увеличением давления повышается скорость коррозионных процессов, протекающих с кислородной деполяризацией. При одновременном повышении давления н температуры скорость коррозии трубопроводов также увеличивается.
В системах отопления, горячего и холодного водоснабжения вода (электролит) перемещается по трубопроводам. Если в воде не содержится значительных количеств агрессивных ионов, то в начальный период с повышением скорости движения воды до 2 м/с скорость коррозии увеличивается. Однако образуемая при этом пленка защищает металл трубопровода от дальнейшего разрушения (рис. 63, участок 1), поэтому при скорости движения воды 2...3 м/с интенсивность коррозии постепенно снижается (рис. 63, участок 2). При повышении скорости воды в трубопроводах более 3 м/с защитная пленка, образованная продуктами коррозии, механически разрушается движением воды и интенсивность коррозионного процесса неограниченно возрастает (рис. 63, участок 3). Этим объясняется требование об ограничении частоты промывки систем, особенно с использованием компрессоров.
При резких колебаниях давления в инженерных системах разрушается не только защитная пленка, но
142
и металлическая поверхность. Это явление называют кавитационной эрозией. Агрессивные среды способствуют разрушению металла кавитационной эрозией.
Коррозия подземных конструкций, которой подвержены в основном трубопроводы, а также некоторые закладные детали и арматура подземных железобетонных конструкций, связана с наличием в почвах и грунтах влаги с растворенными в них агрессивными веществами. Процесс коррозионного разрушения металлических конструкций часто протекает в условиях недостаточной аэрации, что вызывает местные (язвенные) коррозионные разрушения. При этом участки конструкций, которые меньше снабжаются кислородом, становятся анодом и разрушаются. По этой причине наиболее часто коррозионные повреждения трубопроводов происходят под проезжей частью дорог, так как асфальтовое покрытие меньше проницаемо для кислорода, чем открытые грунты.
Агрессивные свойства грунта определяются его пористостью, влажностью, степенью аэрации, электропроводностью, а также наличием растворенных солей. В зависимости от этого грунты классифицируют на высоко- и среднекоррозионные, а также инертные.
Пористые грунты способны сохранять влагу в течение длительного времени и хорошо проницаемы для кислорода и других газов, поэтому скорость коррозии во влажных пористых грунтах в начальный момент высокая. В дальнейшем продукты коррозии могут тормозить процесс коррозионного разрушения.
Влажность грунтов влияет на скорость коррозии двояко. Максимальная скорость коррозии подземных конструкций отмечается при влажности грунтов 15... 25%. При дальнейшем увеличении влажности поры грунта полностью насыщаются водой, что затрудняет доступ кислорода к металлу конструкции, и коррозионный процесс замедляется вследствие торможения катодного процесса.
В зависимости от характеристики скелета грунта коррозионные процессы протекают с разной интенсивностью. Особенно сильная коррозия подземных металлических конструкций наблюдается в торфянистых, болотистых грунтах, имеющих рН«3. Черноземы, содержащие органические кислоты, агрессивны к стальным конструкциям. Одна из наиболее агрессивных
143
почв — подзол, в которой скорость коррозии, например стали, в 5 раз выше, чем в других грунтах.
На скорость коррозии подземных металлических конструкций значительное влияние оказывают микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Микроорганизмы могут воздействовать на катодные или анодные электрохимические процессы, придавать почвам агрессивные свойства, разрушать защитные покрытия металлоконструкций. Биокоррозия может протекать в аэробных (при доступе кислорода) или анаэробных (при отсутствии кислорода) условиях. Например, биокоррозия в присутствии серобактерий протекает в аэробных условиях. Серобактерии в процессе своей жизнедеятельности окисляют сероводород сначала в серу, а затем в серную кислоту по следующим реакциям:
2H3S + 02->-2Н20 + S3;
S2 + 2Н3О + 302->2H2S04.
В анаэробных почвенных условиях микроорганизмы могут выделять сероводород, углекислоту, углеводороды и другие соединения, которые активизируют процесс коррозии подземных конструкций.
Среди методов защиты от подземной коррозии в первую очередь следует назвать применение защитных покрытий, устройство электрохимической защиты, обработку грунтовой и водной среды для снижения их коррозионной активности.
Для защиты от коррозии в атмосферных условиях на строительные конструкции наносят лакокрасочные покрытия. Лакокрасочные покрытия, не содержащие металлических наполнителей, являются диэлектриками, поэтому коррозионный процесс не протекает на поверхности конструкции и ограничивается только поверхностью раздела защищаемый металл — лакокрасочное покрытие. В этом случае скорость коррозии определяется следующими факторами: проницаемостью пленки лакокрасочного покрытия водой, кислородом, ионами электролита; омическим сопротивлением пленки; адгезией пленки лакокрасочного покрытия; составом среды у поверхности раздела защищаемый металл — лакокрасочное покрытие.
Взаимодействие влаги с пленкой лакокрасочного покрытия является одним из основных факторов, 144
определяющих его защитный эффект. Способность лакокрасочных покрытий задерживать проникание молекул воды, газов, электролитов определяется структурой защитной пленки, плотностью упаковки макромолекул пленкообразующего вещества и энергией связи между ними.
Для надежной защиты от коррозии желательно иметь покрытия, не пропускающие коррозионно-активные вещества. Но абсолютно непроницаемых покрытий создать не удается. В однородных пленках лакокрасочных покрытий имеются поры двух видов: структурные, вызванные структурной неоднородностью полимера с диаметром неплотностей (пор) 10~5...10~7 см, и макроскопические диаметром более 10-2 см.
Повышению влагопроницаемости способствуют также следующие факторы: высокая полярность макромолекул, составляющих вещество покрытия; большая неупорядоченность структуры покрытия; наличие большого числа свободных связей линейных молекул. Поры, микроскопические капилляры, пузырьки, трещины в покрытии, снижающие их защитные свойства, возникают в процессе окрасочных работ, особенно при нарушении технологии окраски. Для повышения стойкости защитных пленок и их плотности применяют различные наполнители, которые не только уплотняют структуру пленки, но и вступают во взаимодействие с агрессивными веществами, препятствуя диффузии к поверхности защищаемого металла.
Наиболее надежный способ защиты металлоконструкций от коррозии металлов — легирование, т. е. введение в металл легирующих элементов, придающих защищаемому металлу свойство пассивироваться. В качестве легирующих добавок применяют медь, хром, никель и др. Коррозионная стойкость углеродистых и низколегированных сталей значительно повышается при введении в сплав до 0,5 % меди благодаря образованию пленки с более высокими защитными свойствами.
Нержавеющие высоколегированные сплавы железа с хромом и никелем пассивируются в основном действием хрома и наиболее коррозионно-стойки. Но этот способ защиты требует больших затрат денежных средств и может осуществляться только при изготовлении металла. В условиях эксплуатации легировать
10—370
145
стальные конструкции невозможно. Имеется много других, более дешевых, выполняемых в условиях эксплуатации, способов защиты металлоконструкций от коррозии. Как уже указывалось, наиболее простой способ защиты металлов — лакокрасочные покрытия — составляет выше 60 % всех вйдов антикоррозионной защиты металлоконструкций. В заводских условиях можно наносить и другие защитные покрытия. Среди них: '
нанесение оксидных пленок (оксидирование, или воронение) — создание на поверхности металлов пленки магнитного оксида железа (анодная поляризация);
окисление поверхности конструкций (из алюминия и его сплавов) погружением в электролитную ванну, наполненную раствором хромового ангидрида или щавелевой кислоты и др.;
нанесение фосфатных пленок путем обработки поверхности фосфатами марганца и железа.
Способ металлических покрытий предусматривает нанесение на поверхность защищаемой конструкции пленки другого металла. Различают катодное (покрытие металлом, более электроположительным по отношению к защищаемому) и анодное покрытия. Анодное покрытие более надежное. Пример анодного покрытия— оцинкованное железо, пример катодного покрытия — луженое железо (покрытие железа оловом). При катодном покрытии пленка защищает металл только механически, а при ее повреждении ускоряется коррозионное разрушение основного металла, который в данном случае является анодом.
В условиях эксплуатации анодное и катодное покрытия наносят методом металлизации — набрызгиванием на защищаемый элемент конструкции другого расплавленного металла. При таком методе не создаются достаточно плотные металлические пленки, поэтому их дополнительно покрывают лакокрасочными материалами. Наиболее часто так защищают закладные детали и другие ответственные элементы, контроль за состоянием которых в процессе эксплуатации затруднен или невозможен.
Металлические конструкции, эксплуатируемые во влажной среде, а также подземные конструкции изолируют от воздействия агрессивной среды путем устройства битумной или полимерной изоляции. Конст
146
рукция битумных и полимерных изоляций зависит от степени агрессивности среды и может быть выполнена из мастик или ленточных (рулонных) материалов.
Однако со временем, особенно если металлические конструкции эксплуатируются в сильноагрессивной среде, плотность защитных покрытий нарушается. Различные участки конструкции оказываются в неодинаковых условиях, что может явиться причиной электрохимической коррозии. Процесс электрохимической коррозии может быть приостановлен путем устройства электрозащиты.
Потенциал, при котором прекращается электрохимическая коррозия, называется защитным. В этом случае разность потенциалов между катодом и анодом равна нулю, что может быть обеспечено путем протекторной или катодной защиты. Если электрохимическая защита осуществляется электродами — протекторами, подключаемыми с помощью проводника к защищаемой конструкции и обладающими более отрицательным потенциалом, чем материал конструкции, то в паре с защищаемым металлом протектор является анодом, а защита называется протекторной. Протекторы изготовляют из магниевого сплава, цинка или алюминия в виде цилиндров или пластин. Протекторы соединяются с защищаемым сооружением изолированным проводом (рис. 64) через стальной сердечник, вмонтированный в протектор.
Если конструкция от коррозии защищается путем подачи на ее поверхность постоянного тока от источника постоянного тока, то такая защита называется катодной (рис. 65). К минусовой клемме источника тока подключается защищаемое сооружение или конструкция, потенциал конструкции значительно сдвигается в положительную сторону и она становится катодом по отношению к специально установленному электроду (аноду), который, разрушаясь, защищает подземную конструкцию. В качестве электрода (анода) используют старые металлические трубы, рельсы, которые по мере разрушения заменяют.
Особый вид электрокоррозии металлических конструкций вызывают блуждающие токи, которые в местах повышенных сопротивлений токоведущих элементов (в рельсовых путях трамваев, электропоездов, токоведущих шин гальванических цехов) стекают
10*
147
W'W ))) )/) № "///‘“У
Рис. 65. Схема катодной защиты подземных конструкций от коррозии
/—источник постояннного тока;
2 — соединительный провод; 3 — аиодное заземление; 4 — защищаемая конструкция (трубопровод)
Рис. 64. Схема протекторной защиты конструкции от коррозии
/ — подземная металлоконструкция (трубопровод); 2 — соединительный провод; 3 — протектор; 4— активатор (токопроводящая смесь)
в грунт. Попав в грунт, а затем на металлические конструкции или арматуру железобетона, они вызывают их электрокоррозию (рис. 66).
Рельсы электрического транспорта или другие токопроводящие магистрали постоянного тока практически всегда имеют контакт с грунтом, который, несмотря на значительное электросопротивление, является как бы параллельно уложенным проводником. В этом случае часть тока переходит в грунт и, встретив подземные металлические конструкции, стекает на металл этих конструкций, если их изоляционное покрытие имеет меньшее электросопротивление, чем грунт. При прохождении блуждающего тока по подземной конструкции можно выделить три характерные зоны:
катодную — участок попадания блуждающих токов на конструкцию (в коррозионном отношении безопасен);
нейтральную — участок протекания блуждающего тока по конструкции как по проводнику;
анодную — участок выхода блуждающих токов из металлоконструкции в грунт (металл интенсивно разрушается).
Как участок входа блуждающего тока на конструкцию, так и участок стекания его обратно в грунт, как правило, имеет недостаточную гидроизоляцию с малым сопротивлением электрическому току, поэтому обязательным условием надежной защиты подземных конструкций, в условиях городов является устройство весьма усиленной гидроизоляции.
148
Рис. 66. Схема протекания коррозии подземных металлоконструкций, вызываемой блуждающими токами
а—катодный участок конструкции; б — анодный участок конструкции; / — рельсовый электротранспорт;
2 — токоведущнй провод; 3 — направление стекания блуждающих токов с подземной конструкции (при отсутствии дренажа); 4 — дренажный провод; 5 — направление движения блуждающих токов;
5 —защищаемая подземная метал* локонструкция; 7 — рельс
Рис. 67. Схема дренажной защиты подземной металлоконструкции
/ — защищаемая конструкция; 2 — амперметр; 3 — реостат; 4 —сигнальное устройство; 5 —предохранитель; 6 — рельс
Величина силы блуждающих токов вблизи источника постоянного тока может достигать 200..,300 А. Необходимо помнить, что ток силой 1 А за год разрушает 9 кг железа, 11 кг цинка, 33 кг свинца, 3 кг алю
149
миния. Поэтому при опасности коррозии, вызываемой блуждающими токами, наряду с устройством надежной гидроизоляции их дополнительно защищают путем устройства дренажных систем (рис. 67).
Коррозия строительных конструкций из минеральных строительных материалов. Все минеральные материалы отличаются от металлов строением составляющих их веществ. Они имеют молекулярную структуру преимущественно с ионными связями. Это обусловливает их относительно легкую реакцию с водой, вследствие чего образуются ионные растворы. Химические свойства материалов характеризуются их способностью к химическим превращениям под влиянием вещества, с которым данный материал находится в контакте.
Стойкость неорганических материалов в кислых и щелочных средах характеризуется модулем основности, который определяется из выражения.
Mo = [СаО + MgO + №2О (К2О) ]/(SiO2 + А12О3), где СаО, MgO, Na2O, К2О, SiO2, А120з — содержание оксидов металлов в составе данного материала, %.
Если преобладает диоксид кремния (кремнезем), то материал стоек по отношению к кислотам, но взаимодействует с основными оксидами; если преобладают основные оксиды, то конструкция из данного вида материала нестойка к действию кислых агрессивных сред, но в щелочных средах не разрушается.
Важной особенностью большинства минеральных-материалов является их незначительная пористость, которая способствует капиллярному подсосу и фильтрации влаги, увлажнению материала конструкции вследствие конденсации водяных паров, а также интенсивному взаимодействию с жидкой агрессивной средой.
Минеральные материалы можно условно подразделить на три группы в зависимости от поведения в агрессивных средах.
К первой группе относятся бетон и железобетон на портландцементе и его производных, растворы для кладки и штукатурки, асбестоцементные изделия, силикатный кирпич и блоки, а также природный известняк и доломит. Эти материалы содержат гидраты или карбонаты кальция и магния, имеют модуль основности больше единицы, а поэтому обладают высокой ще-лочестойкостью и низкой кислотостойкостью.
150
Ко второй группе относятся бетоны на жидком стекле с кремнефтористым натрием, а также кислые природные каменные материалы, состоящие преимущественно из кремнезема, различных солей кремниевых и поликремниевых кислот, алюмосиликатов и др. Модуль основности этих материалов меньше единицы, и они имеют высокую кислотостойкость и низкую ще-лочестойкость. Плотные и прочные кислые изверженные породы (кварц, гранит, диабаз, базальт и др.) имеют высокую стойкость не только к кислотам, но устойчивы и к щелочным агрессивным средам (за счет высокой плотности материала) при нормальной температуре.
К третьей группе относятся изделия из обожженной глины (кирпич, керамические плитки, трубы и т. п.), которые имеют очень высокую кислотостойкость.
Коррозия бетонных и железобетонных конструкций. К факторам, вызывающим физическую коррозию бетонных и железобетонных конструкций, относятся: попеременное увлажнение и высыхание материала, которое сопровождается деформациями усадки и набухания; отложение растворимых солей в порах цементного камня; попеременное замерзание и оттаивание бетона и другие температурные воздействия. Разность температур является движущей силой теплового потока. Градиент давления способствует механическому перемещению агрессивной среды в теле материала конструкции. Разность химических потенциалов вызывает фазовые и химические превращения.
Между температурными, химическими и механическими процессами в материале конструкции существует взаимосвязь. Например, результатом термического воздействия является расширение или сжатие всех структурных составляющих бетона, включая поровую жидкость. Если температура среды выше температуры бетона, то повышение температуры бетона вызовет увеличение упругости водяных паров в порах и капиллярах бетона по сравнению с упругостью их в окружающей среде. Разница упругостей водяного пара в среде и теле конструкции приведет к испарению влаги из материала бетона.
Испарение начнется в первую очередь в макропорах, что вызовет увеличение концентрации ионов растворенного вещества в поровой жидкости и нарушение
151
химического равновесия между йей и поровой -жидкостью цементного геля, так как в геле вода испаряется при более высокой температуре. В результате испарения влаги из макропор концентрация растворенного вещества будет увеличиваться неодинаково по всему объему материала конструкции. В зависимости от температуры материала конструкции из пор геля также со временем начнет удаляться свободная, а затем и химически связанная вода. В результате материал в объеме сожмется, что может привести к перераспределению или разрыву микросвязей, обеспечивающих прочность материала бетонной конструкции.
Помимо чисто физических процессов, вызываемых перечисленными факторами, в материале одновременно могут происходить и химические взаимодействия составных частей бетона и среды. Для конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях, наиболее распространенным химическим процессом является карбонизация бетона с изменением количества твердой фазы бетона.
Разрушение строительных бетонных и железобетонных конструкций происходит также вследствие попеременного замораживания и оттаивания влаги, находящейся в порах и капиллярах материала.
Как известно, объем воды при переходе в лед увеличивается примерно на 9%. Многократные изменения температуры конструкций, переходящие через нуль, вызывают постепенное разрушение структурных связей, появление трещин и значительное снижение прочности.
К физической коррозии относится также разрушение бетона из-за кристаллизации солей в результате капиллярного подсоса и испарения минерализованных вод из бетона при положительных температурах. Физическую коррозию конструкций может вызвать или способствовать другим видам коррозии воздействие на конструкции всех видов механических нагрузок, особенно вибрационных и циклических знакопеременных.
Физико-химическая коррозия бетонных и железобетонных конструкций сопровождается выщелачиванием, а также осмотическими и капиллярными явлениями, происходящими в материале конструкций в результате увлажнения. При выщелачивании в материале бетона происходит растворение и вынос гидро
152
ксида кальция Са(0Н)2, а после значительного снижения его концентрации начинается разложение алитов (высокоосновных гидросиликатов кальция) ЗСаО-•2SiO2-3H2O с выделением гидроксида кальция. Длительное воздействие на бетон мягких вод может привести к полному вымыванию гидроксида кальция с последующим разложением остальных гидратных соединений до аморфных рыхлых гидратов кремнезема, глинозема и оксида железа. Вместе с тем частичное вымывание гидроксида кальция из бетона или железобетона может привести к значительному снижению прочности конструкций.
Выщелачивающее воздействие воды зависит от вида растворенного в ней вещества. Мягкая вода наиболее интенсивно растворяет гидроксид кальция. Если вода содержит хлориды (которые широко применяют при зимней уборке заснеженных улиц) и сульфаты натрия, то растворимость гидроксида кальция значительно повышается, а в присутствии гидрокарбонатов кальция и магния снижается.
При высокой временной жесткости воды в бетоне может образоваться малорастворимый карбонат кальция:
Са (ОН)2 + Са (НСО3)2->2СаСО3 + 2Н2О,
который способствует повышению плотности и коррозионной стойкости поверхностных слоев бетона.
Цементный камень бетонных конструкции, а также отдельные его составляющие, взаимодействуя с заполнителями в тонких слоях, проявляют свойства полупроницаемых перегородок. Если концентрированный раствор находится в замкнутой ячейке, окруженной полупроницаемой перегородкой, по другую сторону которой находится менее концентрированный раствор, то они будут стремиться выравнять свои концентрации. Внутри ячейки, содержащей более концентрированный раствор, возникнут осмотические силы, стремящиеся разорвать ее стенки.
Химическая коррозия бетонных и железобетонных конструкций вызывается контактом материала с кислотами, щелочами, растворами солей, различными органическими соединениями, всеми видами агрессивных газов, а также различными микроорганизмами, развивающимися на поверхности конструкций.
153
Основными показателями агрессивности кислот по отношению к бетонным конструкциям являются водородный показатель, а также их окислительные свойства и температура. Интенсивность разрушения кислотами зависит также от растворимости продуктов коррозии при их взаимодействии с материалом бетонных конструкций.
Наиболее часто кислотная коррозия бетонных и железобетонных конструкций сопровождается действием на бетон растворов диоксида углерода. При этом сначала идет реакция между гидроксидом кальция и диоксидом углерода с образованием малорастворимого в воде карбоната кальция:
Са (ОН)2 + СОа + Н2О->-СаСО3 + 2НаО.
Дальнейший процесс взаимодействия диоксида углерода и бетона идет с образованием растворимого гидрокарбоната кальция:
СаСО3 СО2 Н2О—>Са (НСО3)2.
Чтобы предотвратить разложение гидрокарбоната кальция, необходимо, чтобы в растворе содержалось строго определенное количество равновесного неагрессивного диоксида углерода. Избыточное его количество ведет к растворению новых порций карбоната кальция и образованию растворимого и легко вымываемого гидрокарбоната кальция.
Сильной коррозионной активностью обладают серная, соляная, азотная и другие неорганические кислоты. Под действием кислот цементный камень разлагается, образуя кальциевую соль и аморфные массы.
В качестве примера приведены реакции взаимодействия с бетоном соляной и серной кислот:
Са (ОН)2 + 2НС|^СаС12 + 2Н2О;
Са (ОН)2 + HaSO4-»CaSO4 + 2Н2О.
Основной гидросиликат кальция взаимодействует с кислотами по следующей реакции:
ЗСаО- 2SiOa- ЗН2О + 6HCl^3CaCl2 + 2SiO2Ag + Н2О;
ЗСаО 2SiO2- ЗН2О + 3H2SO4->3CaSO4 + 2SiOaAg + Н2О.
Аналогично разрушают бетон азотная и другие неорганические кислоты.
Среди органических кислот наиболее агрессивны по отношению к бетонам уксусная, молочная и масля
154
ная. Разрушают цементный камень и .бетон льняное, хлопковое и тунговое масло, а также рыбий жир, которые содержат высокомокулярные кислоты жирного ряда. Также агрессивно действуют на бетонные и железобетонные конструкции растворы глицерина, которые связывают гидроксид кальция в легкорастворимый глицерат кальция:
Са (ОН)г -J- 2СзНвОз->Са(СзН;О3)а + НаО.
Не уступают по агрессивности в отношении к бетонным и железобетонным конструкциям растворы некоторых солей, образованных катионами слабого основания и анионами сильной кислоты: сульфаты алюминия А12(5О4)з, хлорид железа FeCh, сульфат аммония (NH4)2SO4 и др., гидролизующиеся с образованием кислот.
Растворы щелочей вызывают интенсивную коррозию бетонных и железобетонных конструкций, если их растворы имеют концентрацию более 5000 мг/л. Их взаимодействие с бетоном сопровождается уменьшением растворимости гидроксида кальция, но в этом случае резко возрастает растворимость кремнезема и других оксидов, сотавляющих скелет бетона. Наиболее агрессивны по отношению к бетону растворы едкого натра, едкого кали, аммиака и карбонаты натрия.
Магнезиальная коррозия вызывается действием на бетонные конструкции растворов магнезиальных солей. В результате реакции между гидроксидом кальция и магнезиальными солями образуется малорастворимый гидроксид магния, что создает условия для растворения и гидролиза гидратных образований в цементном камне. Наиболее интенсивно магнезиальная коррозия протекает в растворах хлористого магния MgCl2 концентрации более 2 %; в растворах сульфата магния MgSO4 концентрации 0,5...0,75 %. Сульфаты кальция, иатрия и других металлов присутствуют в природных и сточных водах. В водопроводной воде, а также в реках и пресных озерах концентрация суль-фат-ионов, как правило, не превышает 60 мг/л. В минеральных грунтовых водах их концентрация может достигать 5000 мг/л и более, в производственных стоках — 10 000 мг/л.
При действии на бетон сульфата кальция протекает сульфоалюминатная коррозия, продуктами которой
155
являются нерастворимые соли со значительно большим объемом (в 4,5 раза) по сравнению с суммарным объемом вступивших в реакцию веществ «бетона. Это вызывает значительные напряжения в теле бетона, которые при определенных условиях приводят к разру-шейию конструкции. Схема реакции сульфоалюминат-ной коррозии:
ЗСаО-А12О3-; Н2О + 3CaSO4 + 25Н2О->ЗСаО-
• Al2O3-3CaSO4-31H2O.
Если в водной среде содержится сульфат натрия, то сначала с ним реагирует гидроксид кальция:
Са (ОН)2 + NaSO4->CaSO4 + 2NaOH.
Образовавшийся сульфат кальция может вызвать сульфоалюминатную коррозию по ранее приведенной реакции.
При действии на бетон воды с достаточным содержанием растворенных в ней сульфата натрия и сульфата калия бетон может разрушиться вследствие образования гипса CaSO4-2H2O, который, кристаллизуясь в порах бетона, а также в его капиллярах, вызывает разрушающие напряжения.
Бетонные и железобетонные конструкции могут разрушаться также в результате химической коррозии. При этом агрессивные газы присутствуют в атмосфере или являются отбросами производственных процессов, происходящих в здании. Газы, соединяясь с парами воды, образуют растворы агрессивных кислот, щелочей и другие агрессивные соединения, ускоряющие коррозию строительных конструкций. Как отмечалось ранее, диоксид углерода при определенных условиях, вступая во взаимодействие с гидроксидом кальция, образует карбонат кальция, который уплотняет бетон, уменьшая площадь его контакта с агрессивной средой.
Микробиологическая коррозия бетонных и железобетонных конструкций чаще всего вызывается жизнедеятельностью динитрифицирующих бактерий, которые, окисляя сферу, образуют серную кислоту. Значительно снижают прочность бетонных и железобетонных конструкций анаэробные азотнофиксирующие бактерии, образующие масляную кислоту.
Уролитические бактерии действуют на мочевину, содержащуюся в сточных водах, гидролизуя ее в ам-156
миак и диоксид углерода, агрессивно действующие на бетон.
Коррозия природных каменных материалов. Ранее отмечалось, что устойчивость природных, как и искусственных, каменных материалов главным образом определяется модулем основности. Вместе с тем коррозионная стойкость природных каменных материалов зависит от свойств горных пород, из которых они получены.
Изверженные породы отличаются хорошей кисло-тостойкостью и достаточной щелочестойкостыо. Важнейшие из них используют в строительных конструкциях: гранит, сиенит, диорит, габбро, порфиры, диабаз, базальт, андезит. Эти материалы применяют ,в основном в виде блоков для ответственных сооружений и уникальных зданий, а также в качестве щебня для бетона, при устройстве фундаментов, стен, перекрытий и других конструкций.
Осадочные породы отличаются высокой коррозионной стойкостью, кроме обломочных пород. Среди важнейших осадочных пород можно назвать следующие: песчаники, состоящие из зерен кварцевого песка, сцементированного карбонатом кальция, кремнеземом, гипсом, оксидами железа, глинистыми материалами; известняки, состоящие из кальцита. Песчаники и плотные известняки используют в виде плит и фасонных деталей для облицовки стен, изготовления лестничных маршей, подоконников. Пористые известняки и известняк-ракушечник с объемной массой 1500...2000 кг/м3 и прочностью на сжатие 2,5• 106... 13,5• 106 Па приме-няют для наружных облицовок, а также для получения щебня.
К осадочным породам относятся также мраморовидные известняки, доломиты, гипс и травертин. Травертин применяют в основном для облицовки внутренних стен и потолков.
Конструкции из известняков менее кислотостойки, если в качестве материала в них применен обычный известняк СаСОз или магнезит MgCOs. Несколько более кислотостойки конструкции из доломитов и плотных кремнистых известняков. Гипсовый камень CaSO4-2H2O и ангидрид CaSO4 легко поддаются коррозионному разрушению под действием кислот; эти материалы растворимы в воде, поэтому их используют
157
в элементах, эксплуатируемых только внутри помещений.
Из метаморфических горных пород наиболее распространены в строительных конструкциях известняковые песчаники, гнейс, кварциты и мрамор. Известняковые песчаники, сцементированные оксидом кремния, SiO2 или SiO2-nH2O, весьма кислотостойки и достаточно щелочестойки. Железистые песчаники, скрепленные гидратированными оксидами железа, некоррозионно-стойки.
Мрамор применяют в качестве облицовочного материала. Он корродируется сернистыми газами и влагой. Сначала на поверхности мрамора образуется сернистая, а затем серная кислота, превращающая мрамор (карбонат кальция) в растворимый гипсовый камень:
СаСО3 4- H2SO4 + H2O->CaSO4-2H2O + СОа.
Коррозия силикатного кирпича и силикатных изделий. Силикатный кирпич и изделия из силиката представляют собой гидросиликат кальция, который является продуктом автоклавной обработки материала, получаемого в результате взаимодействия извести и кремнезема:
Са(ОН)2 + SiO2-vCaO-SiO2-H2O.
При дальнейшем твердении на воздухе изделия из гидросиликата кальция под воздействием воздуха (диоксида углерода) карбонизируются. Присутствие в силикатных изделиях извести и углекислого кальция делает конструкции, изготовленные из силикатного кирпича и блоков, нестойкими даже против слабых водных растворов минеральных и органических кислот. Силикатные конструкции стойки по отношению к щелочным агрессивным средам. Благодаря наличию в воздухе и грунтовой воде веществ (оксидов, газов), образующих растворы кислот, во влажной среде силикатные изделия быстро разрушаются.
Коррозия конструкций из глиняного кирпича и керамических изделий. Керамические изделия и глиняный кирпич устойчивы к кислотам, вместе с тем- обыкновенный глиняный кирпич нестоек против действия водных растворов щелочей. Кирпичные стены часто разрушаются под действием кристаллогидратов, об
158
разующихся в материале стен из растворов солей, особенно сульфатов натрия и магния.
Разрушение кирпичных стен может происходить при периодическом увлажнении и высыхании, поэтому конструкции из кирпича наиболее интенсивно подвергаются химической и физической коррозии в систематически увлажняемых местах (фундаменты, стены подвалов, стены и кирпичные перегородки влажных помещений, карнизы, сандрики и другие элементы зданий, не защищенные от попадания влаги из атмосферных осадков).
Керамическая плитка, содержащая алюмосиликаты, стойка против действия органических и минеральных кислот (кроме плавиковой). Хорошей щелочестой-костью отличаются плитки с плотным, хорошо обожженным черепком. Для придания керамическим изделиям устойчивости по отношению к агрессивным средам их изготовляют с добавкой соответствующих материалов. Например, кислотоупорные изделия готовят из тугоплавких и огнеупорных основных и полу-кислых глин высокой и средней пластичности.
Защита каменных конструкций от коррозии. Из мероприятий по защите бетонных и железобетонных конструкций наиболее важны:
обработка среды для уменьшения степени ее агрессивности;
применение для бетонных и железобетонных конструкций бетонов повышенной плотности (в условиях эксплуатации — уплотнение бетонных конструкций путем инъецирования или торкретирования);
- изготовление бетонов для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, на специальных цементах, стойких по отношению к данной агрессивной среде;
введение добавок, улучшающих структуру бетона;
выполнение конструктивных мероприятий по максимальной защите конструкций от воздействия агрессивной среды.
Как видно из перечисленных мероприятий, большинство из них должно выполняться в процессе строительства. Поэтому очень важно строго контролировать качество и полноту их выполнения при приемке зданий в эксплуатацию.
В процессе эксплуатации необходимо обеспечивать
159
достаточную вентиляцию помещений, чтобы максимально удалять агрессивные газы, защищать элементы зданий от увлажнения атмосферными осадками и грунтовыми водами.
В процессе эксплуатации повысить коррозионную стойкость бетонных и железобетонных конструкций можно путем поверхностной или объемной обработки поверхностно-активными веществами: сульфитноспиртовой бардой, абиетатом натрия, кремнийоргани-ческими жидкостями ГКЖ-94, ГКЖ-10, ГКЖ-И-
Основной мерой, которую необходимо осуществлять в процессе эксплуатации по защите бетонных и железобетонных конструкций от коррозии, является устройство антикоррозионных покрытий. С этой целью применяют лакокрасочные покрытия, обмазочную изоляцию и штукатурки, оклеечную изоляцию, облицовку химически стойкими материалами. Защиту бетонных и железобетонных конструкций от коррозии выполняют в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11—85 «Защита строительных конструкций от коррозии».
Для обмазочной изоляции используют мастики из полимерных материалов, силикатные кислотоупорные замазки, мастики на основе битумных вяжущих.
Защитную штукатурку выполняют, как правило, из раствора на жидком стекле с добавкой полимеров. Для оклеенной изоляции применяют химически стойкие рулонные и листовые полимерные материалы или рулонные материалы на битумной, а также полимер-битумной основе. Из полимерных оклеенных материалов наиболее часто используют для изоляции против коррозии полиизобутилен, полихлорвиниловый пластик, релин, хлорсульфированный полиэтилен и др.
Для облицовки конструкций штучными материалами используют клинкерный и кислотоупорный кирпич, кислотоупорные керамические плитки, а также полимерные плитки: эбонитовые, фенолитовые, различные пластмассы. Кроме того, часто применяют каменные облицовочные материалы — брусчатку (гранит, сиенит, базальт), ситаллы, каменное литье, а также асбестосмоляные плиты.
Защита конструкций из естественных каменных материалов от коррозии. Срок службы конструкций из естественных материалов, сохранение декоративных
160
свойств материала и естественной окраски зависят от правильной и своевременной защиты материала от коррозии. Защитные меры выбирают в зависимости от особенностей материала конструкции и условий его работы. На интенсивность разрушения каменных конструкций прежде всего влияет пористость материала; чем больше площадь поверхности, контактирующей с агрессивной средой, тем больше степень коррозионного поражения.
Поверхности конструкций из мрамора и известняка следует предохранять от контакта со средой, содержащей сернистый газ. Особенно большие его количества содержатся в промышленных выбросах, выхлопных газах работающего автотранспорта, дымовых газах отопительных котельных и др.
Каменные конструкции могут разрушаться в местах, недостаточно проветриваемых и постоянно увлажняемых. Лишайники и мхи, произрастающие на камне, извлекают щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие разрушение материала.
К конструктивным мерам защиты элементов зданий от увлажнения относятся применение материалов с полированной поверхностью, по которой быстро стекает вода, а также устройство деталей, предотвращающих попадание больших количеств атмосферной, грунтовой или конденсационной влаги на поверхность конструкции.
Химическая защита предусматривает уплотнение поверхности материала конструкции путем пропитки растворами веществ, вступающих во взаимодействие с минералами конструкции с образованием нерастворимых веществ, уплотняющих материал конструкции.
Взаимодействие указанных веществ с минералами конструкции и образование нерастворимых веществ называется флюатированием. Часто в качестве флю-ата применяют магниевую соль. Образование уплотняющих веществ в поверхностном слое материала конструкции протекает по реакции
2СаСО3 -р MgSiFg—>2CaF3 -р MgF3 -р SiO3 ~р 2СО3-
В результате реакции в порах камня выделяются нерастворимые вещества — фториды кальция и магния, диоксид кремния (CaF2, MgF2, SiO2), повышающие плотность материала конструкции и его стойкость
11—370
161
по отношению к действию агрессивной среды. Кроме флюата магниевой соли применяют также алюминиевый флюат.
Породы с крупными порами или с малым содержанием кальция рекомендуется обрабатывать методом аванфлюатирования. В этом случае поверхность материала каменной конструкции предварительно пропитывают раствором хлористого кальция, а после просушки наносят раствор карбоната натрия, в результате чего образуется нерастворимый карбонат кальция, который уплотняет поверхностный слой материала:
СаС12 -J- Na€O3->CaCOs + 2NaCl.
Последующее нанесение флюатов сопровождается бурной реакцией между магниевой солью и карбонатом кальция.
Аналогичная реакция флюатирования может протекать между гидроксидом кальция и флюатом
2Са(ОН}3 + MgSiFe-*MgF2 + 2CaFa + SiO2 + 2Н2О.
В некоторых случаях для повышения коррозионной стойкости материала конструкции рекомендуется последовательно пропитывать его жидким стеклом и хлористым кальцием (силикатизация). Аналогичного эффекта уплотнения можно достичь путем инъецирования в материал карбамидных или эпоксидных смол с отвердителем.
Повышение плотности поверхностного слоя материала можно создать полировкой, при которой поры заполняются частицами самого материала.
Все перечисленные методы уплотнения материала каменных конструкций должны сочетаться с последующей гидрофобизацией, придающей конструкции водоотталкивающие свойства.
Коррозия полимерных конструкций. Конструктивные элементы из полимерных материалов под воздействием агрессивной среды могут подвергаться ускоренному износу в зависимости от характера и интенсивности воздействия факторов, вызывающих этот износ. Коррозия полимерных материалов является результатом преодоления сил взаимодействия между атомами или молекулами, которое происходит под влиянием различных окислительных агентов, термического, радиационного, механического воздействия и других энергетических факторов. Результатом указанных
162
воздействий являются различные деструктивные процессы.
Окислительная деструкция полимеров происходит при действии на материал кислорода или озона. В условиях эксплуатации конструктивных элементов кислород воздействует на полимеры при одновременном влиянии солнечного излучения, влаги и температурных колебаний. В результате изменяется структура полимеров, что называется старением.
Скорость окислительной деструкции определяется интенсивностью присоединения кислорода к некоторым звеньям макромолекул, в результате которого в полимере образуются различные функциональные группы — гидроксильные, карбонильные, карбоксильные и др. Наибольшее влияние на скорость деструкции оказывают образующиеся в процессе окисления пероксидные и гидропероксидные группы, которые стимулируют вторичные реакции, вызывающие разрушение полимера. Скорость образования пероксидных и гидропероксидных групп увеличивается с повышением концентрации кислорода в окружающей среде и температуры воздуха. Облучение светом, и особенно ультрафиолетовой частью спектра, значительно ускоряет окислительную деструкцию.
Термическая деструкция происходит под действием теплоты. Вместе с тем этот вид деструкции может протекать одновременно с воздействием на материал кислорода. Тепловое воздействие на полимерные конструктивные элементы, как правило, сопровождается изменением химического состава звеньев макромолекул, кратности связей, перегруппировкой атомов, появлением новых функциональных групп, а также деполимеризацией. Термическая деструкция может вызвать полное разложение полимерного конструктивного элемента — вплоть до образования мономеров.
Радиационная деструкция полимеров происходит под влиянием излучений — рентгеновских, протонных, нейтронных и др. Действие излучений высоких энергий на полимеры проявляется в возбуждении и ионизации отдельных звеньев макромолекул. Возбуждение, т. е. переход электронов на более высокий уровень, Делает макромолекулы менее устойчивыми, облегчая деструкцию под действием других факторов.
В зависимости от типа полимера и интенсивности
11*
163
действия различных факторов, сопровождающих облучение, деструкция может протекать с выделением различных низкомолекулярных газов: водорода, хлора, азота, метана, оксида и диоксида углерода.
Механическая деструкция протекает под действием статических и динамических нагрузок. Под влиянием этих нагрузок макромолекулы скользят одна относительно другой и их ковалентные связи разрываются в местах наибольшей концентрации напряжений, поэтому процесс сопровождается вязким течением материала. Механическая деструкция полимерных материалов при отсутствии кислорода отличается от термической и радиационной деструкций составом продуктов распада: отсутствием газообразных веществ — осколков цепей макромолекул.
Биологическая деструкция, как правило, вызывается плесневыми грибами. Пигменты, выделяющиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, окрашивают материал в различные цвета. Плесень способствует конденсации на поверхности конструкции влаги, минерализованной растворенными в ней газами и частицами пыли, которые содержатся в воздухе.
ЛГикроорганизмы — метаболиты — могут вызвать деструкцию полимера конструктивного элемента. Начало разрушения материала проявляется в потере блеска или в травлении поверхности. Некоторые виды бактерий и плесневых грибов используют для своей жизнедеятельности пластификаторы или наполнители, применяемые при изготовлении полимеров, что ускоряет старение материала. Поливинилхлоридные полы, например, при постоянном увлажнении могут поражаться плесневыми грибами, после воздействия которых материал полов становится хрупким значительно быстрее, чем в условиях нормальной эксплуатации. Большинство природных высокомолекулярных соединении или их производных является продуктами питания для микроорганизмов.
Химическая деструкция. По отношению к химическим агрессивным средам полимеры подразделяются на гетероцепные (в основной цепи молекулы содержится кислород, азот, сера и др.) и карбоцепные (образованные только атомами углерода).
Гетероцепные (полиамиды, тиоколы, силоксаны,
164
полиэфиры и др.) сравнительно легко распадаются под действием горячей воды, кислот и щелочей.
Карбоцепные полимеры (в целом более стойкие к агрессивным средам) по коррозионной стойкости подразделяются на три группы:
полимеры, полученные из предельных углеводородов, среднестойкие по отношению к агрессивным средам (полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен и др.).;
полимеры, синтезированные из предельных углеводородов с заместителями и элементами структуры, увеличивающие стойкость к агрессивным средам; в качестве заместителей часто применяют фтор (политетрафторэтилен), хлор (трифторхлорэтилен, хлорсуль-фированный полиэтилен), бензол (полистирол), такие полимеры стойки к кислотам, слабым окислителям, а фторзамещенные— и к сильным окислителям;
полимеры, синтезированные из углеводородов с элементами структуры, уменьшающими их стойкость к агрессивным средам: такими элементами являются двойные связи между элементами молекул, которые легко взаимодействуют с кислородом, галоидами, кислотами (полиизопреновый, полибутадиеновый, бутадиенстирольный, бутадиеннитрильный каучуки и др.).
В обычных условиях полимерные конструктивные элементы подвергаются одновременно воздействию нескольких агрессивных и энергетических факторов. Для придания полимерным материалам большей стабильности к воздействию агрессивных сред и вызываемых ими различных видов деструктивных разрушений в материал полимеров вводят небольшие добавки проти-востарителя или стабилизатора. В качестве противо-старителей применяют вещества, вступающие в реакцию с диффундирующим внутрь материала кислородом с более высокой скоростью, чем интенсивность его Взаимодействия с макромолекулами полимера.
Выбор стабилизатора определяется составом продуктов деструкции. Например, при нагревании поливинилхлорида полимер деструктирует с отщеплением хлористого водорода, который ускоряет распад материала конструкции. Для связывания хлористого водорода в полимер вводят соли слабых кислот: свинца, кадмия, бария, кальция и др. Количество вводимых стабилизаторов и противостарителей не должно пре
165
вышать 2 %, чтобы они не изменяли физико-механических свойств исходного материала.
Наряду с этим важнейшим условием обеспечения нормативного срока службы полимерных конструкций является поддержание проектных условий эксплуатации — состава, температуры и влажности окружающей среды, а также режима освещения и радиационного облучения.
Коррозия битумных полимерных материалов. Наиболее широко битумные материалы применяют для гидроизоляции конструкций благодаря их способности не смачиваться водой и не растворяться в ней. Однако битумы растворяются в органических растворителях— бензине, бензоле, хлороформе, четыреххлористом углероде, сероуглероде, ацетоне, спиртах, толуоле и др.
Под влиянием света, теплоты, кислорода битумные материалы стареют. В процессе старения масла и смолы, составляющие битум, окисляются до асфальтенов, придавая битумным материалам свойства хрупкости. Поэтому в битумных материалах, подвергающихся старению, появляются трещины, что особенно опасно для подземных конструкций и кровельных рулонных материалов, а также мастичных покрытий.
Битумы и битумные материалы, в которых применяют кислотостойкие наполнители, устойчивы против действия серной кислоты (при концентрации не более 50%), соляной (при концентрации не более 30%), азотной (при концентрации не более 25%), уксусной (при концентрации не более 70%), фосфорной (при концентрации не более 80 % ) кислот.
Длительное воздействие концентрированных водных растворов (при концентрации до 50 %) едких щелочей и карбонатов щелочных металлов вызывает интенсивное разрушение битумных конструкций. Насыщенные растворы извести, например в бетонных конструкциях, омыляют битумные материалы.
Для защиты битумных конструкций от преждевременного разрушения необходимо предусматривать их изоляцию от воздействия агрессивной среды. Для кровельных покрытий наиболее надежно?! защитой является устройство гравийного защитного покрытия, втоп-ленного в битумную мастику. Иногда для этих же целей кровлю окрашивают алюминиевой краской, что
166
снижает интенсивность разрушения кровли от солнечной радиации.
Предохранение вертикальных гидроизоляционных покрытий от преждевременного разрушения достигается путем устройства защитных прижимных стенок из обожженного глиняного кирпича. Подземные трубопроводы, покрытые битумной гидроизоляцией, предохраняются от преждевременного разрушения покрытия путем устройства верхнего защитного слоя из стеклоткани или другого стойкого материала.
Кроме того, для предохранения битумных покрытий от разрушения микроорганизмами необходимо вводить в их состав антисептики.
Коррозия деревянных конструкций. В процессе эксплуатации преждевременный износ деревянных конструкций может быть вызван разрушительным действием насекомых и древесных грибов. Как правило, насекомые образуют в теле деревянных конструкций червоточину, которая в зависимости от глубины повреждения условно подразделяется на поверхностную, неглубокую и глубокую. Поверхностная червоточина проникает в тело древесины на глубину не более 3 мм, неглубокая — в пиломатериалы на глубину до 5 мм, а в круглый лесоматериал — до 15 мм. Глубокая червоточина в наибольшей степени поражает деревянные конструкции, она проникает в пиломатериалы на глубину не менее 5 мм, а в круглые материалы — более 15 мм.
В условиях повышенной влажности и в непроветриваемых помещениях деревянные конструкции могут поражаться грибами. Питательной средой для грибов служит целлюлоза древесины. Грибы выделяют особый фермент — цитазу, который переводит нерастворимую в воде целлюлозу (CeHioOsJn в растворимое вещество— глюкозу (СбН|20в)п по реакции
(CeH10O6) п -f- mH2O->-(CeH12Oe)n.
В теле гриба глюкоза окисляется кислородом воздуха с образованием диоксида углерода и воды
q,H12o„ + 6О2^6СО2 + бн2о.
Наиболее опасны для деревянных конструкций домовые грибы. Процесс полного разрушения древесины этими видами грибов может произойти в течение 1...1,5 лет, если конструкция эксплуатируется
167
в благоприятных для развития грибов условиях. Такими условиями являются: влажность — не ниже 25%, температура воздуха 18...20°C, отсутствие или слабое проветривание места установки деревянной конструкции, отсутствие освещения.
По внешним признакам различают два основных типа гнилей, вызванных жизнедеятельностью грибов: коррозионную (ситевидную) и деструктивную (трухлявую).
В начальной стадии коррозионные гнили имеют бледно-желтую окраску или вид бледно-коричневых полосок и пятен заболони. Во второй стадии пятна увеличиваются и на них появляются штрихи, направленные вдоль волокон. В конечной стадии в местах белых выцветов появляются углубления, древесина постепенно становится мягкой, легко расщепляется на отдельные волокна, но не крошится, а сохраняет некоторую вязкость. Древесина теряет массу, но ее объем не уменьшается. Грибы, вызывающие коррозионную гниль, в отличие от деструктивной, разрушают главным образом лигнин клеточных стенок, почти не затрагивая целлюлозных волокон.
При деструктивной гнили, в процессе которой разрушается целлюлоза, древесина в начальной стадии приобретает желтоватый или коричневатый оттенок. В конечной стадии гниения древесина становится темно-коричневой, заметно теряет массу и объем, покрывается взаимно перпендикулярными трещинами вдоль и поперек волокон, образуя как бы призмы или кубики. Поэтому деструктивную гниль часто называют призменной.
Разрушение деревянных конструкций может протекать по типу смешанной гнили под влиянием грибов, разрушающих целлюлозу и лигнин клеточных стенок древесины примерно с одинаковой скоростью.
Имеется другая группа грибов, которые называются плесневыми и деревоокрашивающими или грибами синевы и плесени. Они успешно развиваются па древесине, имеющей влажность 50...100 % при температуре 20...25 °C. При высыхании древесины развитие окрашивающих и плесневых грибов прекращается.
Поражение древесины грибами плесени практически не изменяет ее технических свойств, но представляет собой первичный процесс, создающий благопри
168
ятную среду для развития более опасных грибов, быстро и сильно разрушающих древесину.
Самым надежным доказательством начала поражения древесины грибами является присутствие в ней гифов гриба (тонкие простые или ветвящиеся нити, из которых формируется тело гриба). Гифы грибов можно увидеть на срезах пораженной древесины под микроскопом, применяя различные способы окрашивания:
на места, подозреваемые в поражении грибом, наносят несколько капель 10%-ного водного раствора азотнокислого серебра, через несколько часов пораженные грибом участки окрашиваются в красно-бурый цвет, древесина — в светло-коричневый;
срезы помещают на несколько минут в 1 %-ный раствор сафранина, после промывки на предметном стекле несколькими каплями пикринанилинового синего раствора доводят до кипения; повторно промывают образцы— места, пораженные грибом, окрашиваются в синий цвет, древесина — в красный.
Имеются и другие лабораторные методы определения зараженности грибами деревянных конструкций. При визуальном осмотре поражение древесины определяют по нескольким признакам (табл. 6).
Строительные конструкции из древесины хвойных пород, содержащих смолу, обладают большей химической стойкостью, чем из древесины лиственных пород. Хвойные породы древесины достаточно стойки по отношению к действию разбавленных растворов уксусной, фосфорной, молочной, масляной и плавиковой кислот. Соляная кислота концентрацией до 10 % и серная кислота концентрацией не более 5 % практически не изменяют их структуру и физико-химическое строение. Концентрированные кислоты разрушают деревянные конструкции и особенно интенсивно кислородсодержащие (азотная, серная, хромовая и др.). Интенсивность разрушительного действия увеличивается с Повышением температуры кислот. Растворы едких Щелочей разрушают древесину менее интенсивно, чем Кислоты. Деревянные конструкции стойки к действию растворов аммиака, гидроксидов кальция, бария и растворов нейтральных солей любой концентрации.
Основным методом противогнилостной защиты является создание температурно-влажностных режимов, Неблагоприятных для развития грибов:
169
Таблица 6. Признаки пора
Название домового гриба Приз
грибница пленка |
Настоящий Белая, ватообразная с розоватыми и светло-желтыми пятнами Серовато-пепельная
Белый Белая, ватообразная Белая слаборазвитая
Пленчатый Слаборазвитая, сначала белая, затем желтая или коричневая Слаборазвитая желтая или коричневая
Пластинчатый Слаборазвитая, сначала белая, затем зеленовато-желтая, иногда лиловая Неразвитая
для деревянных элементов надземной части здания необходимо обеспечивать абсолютную влажность древесины менее 20 % на весь период эксплуатации;
для деревянных конструкций подземной части зданий при невозможности создания влажности древесины менее 20 % допускается повышение ее влажности более 70 % на весь период эксплуатации;
для конструкций, которые эксплуатируются в условиях, отличных от указанных выше, необходимо предусматривать меры консервации путем нанесения гидроизоляционных покрытий, пропиток синтетическими смолами, покрытие лакокрасочными составами. Но при всех случаях наиболее эффективной мерой является понижение или повышение влажности древесины за пределы 20...70 %, при которых возможность развития дереворазрушающих грибов, а следовательно, загнивания деревянных конструкций устраняется. В этих условиях древесина хорошо сохраняется и служит длительное время — не менее нормативного срока.
Одним из наиболее распространенных способов повышения химической стойкости древесины является пропитка ее формальдегидными смолами. Такая древесина устойчива при повышенных температурах окружающей среды к действию растворов минеральных и органических кислот, сернистого ангидрида, хлора, 170
жения древесины гнилью
нак
шнур плодовое тело
Плоский, сначала белый, затем серый, деревянистый, ломкий, слабораз-ветвленный Белый, пушистый, округлый, гибкий, слабо-разветвленный Тонкий, ветвистый, коричневый Лепешка, реже шляпка без ножек, охристо-желтая или коричневая, мясистая, гименофор сетчатый, изредка зубчатый Пластинчатое белое или желтоватое, гименофор трубчатый, трубочки округлые нли многоугольные Пленчатое очень тонкое, желтоватое или коричневое, гименофор гладкий или бугорчатый
Тонкий, нитевидный, сильно разветвленный, сначала белый, затем зеленовато-желтоватый Шляпка без ножки, светло-желтая, гименофор пластинчатый
фтористого водорода и других газов, а также практически не разрушается при действии основных солей натрия, калия, магния, кальция и др.
Кроме конструктивных мер для защиты деревянных конструкций применяют антисептики. Антисепти-рование является вспомогательным методом защиты конструкций. Антисептик вводят в сырую древесину, чтобы защитить ее на срок, пока материал деревянной конструкции будет иметь высокую влажность.
К антисептикам предъявляют следующие требования:
возможно большая токсичность (ядовитость) по отношению к дереворазрушающим грибам;
сохранение токсичных свойств на весь срок эксплуатации;
отсутствие вредного воздействия на прочность древесины и на металлические детали;
способность проникать в древесину;
безвредность для людей и животных и отсутствие неприятного запаха.
Антисептики подразделяются на:
водорастворимые (неорганические), применяемые в виде растворов различной концентрации;
нерастворимые в воде (органические), применяемые в смеси с другими органическими растворителями.
Водорастворимые антисептики. Фтористый натрий
171
NaF — соль фтористоводородной кислоты, белого цвета, слаборастворимая в воде. В чистом виде раствор фтористого натрия—сильный антисептик, но выщелачивается водой, без запаха и цвета, легко проникает в поры древесины. Этот антисептик применяют в основном для защиты деревянных элементов внутри зданий.
При соединении с известью, гипсом, цементом и мелом фтористый натрий теряет токсичность, поэтому в сочетании с указанными материалами его применять нельзя.
Кремнефтористый натрий Na2SiF6 — порошок, по токсичности сходен с фтористым натрием. Растворяется в воде плохо. Применяется в смеси с фтористым натрием в виде основного компонента в силикатных пастах.
Динитрофенолят натрия CeHsfNC^^ONa более токсичен, чем фтористый натрий. Он не корродирует металл, не гигроскопичен, в сухом порошкообразном состоянии горюч, взрывоопасен. Имеет ярко-оранжевый цвет, применяется в виде раствора для антисептирова-ния поверхностей деревянных конструкций, не предназначенных для штукатурки и окраски. Запрещается применять этот антисептик для пропитки древесины, подвергающейся нагреву свыше 50 °C, так как при этом он разлагается с выделением ядовитых веществ. Нельзя применять динитрофенолят кальция, сулему, соединения мышьяка для антисептирования внутренних конструкций зданий, так как эти антисептики очень ядовиты и опасны для жизни человека и животных.
Парофазная фенольная смола — вязкая масса темно-коричневого цвета с запахом фенола, растворяется в воде. Токсичность обусловлена наличием в смоле фенолятов натрия и других химических веществ.
Фенольная смола окрашивает древесину в темный цвет, поэтому под окраску непригодна. Применяется как антисептик в защищенных от действия воды местах, так как вымывается водой.
Масляные антисептики применяют для защиты деревянных элементов, эксплуатируемых на открытом воздухе.
Антрацитовое масло — продукт переработки каменноугольной смолы, имеет большую вязкость и непри
172
ятный запах. Этот антисептик хорошо поражает дереворазрушающие грибы и жуков-точильщиков.
Древесный деготь — слабый антисептик. Используют в основном в качестве гидроизоляционного материала для промазки древесины, пропитки войлока и др.
Сланцевая паста — темно-коричневого (почти черного) цвета жидкость с резким фенольным запахом, обладает высокой токсичностью.
Торфяной креозот служит добавкой к другим антисептикам.
Антисептические пасты (называются по типу связующего) бывают битумные, экстрактовые, силикатные и глиняные. Битумная паста имеет состав: фтористый натрий (31...50 % ), легкоплавкий битум (31... 18%), зеленое нефтяное масло (31...28 %) и торфяной порошок (4...7 %). Битумные пасты водостойки, при высыхании имеют резкий неприятный запах.
Эстрактовая паста содержит фтористый натрий (25...40 %), экстракт сульфатного щелока (26...28 %), торфяной порошок (4%). Эта паста неводостойкая и применяется для антисептирования конструкций, не подверженных действию воды.
Силикатная паста состоит из кремнефтористого натрия (15...20 %), жидкого стекла (65...79 %) и каменноугольного масла с экстрактом сульфатных щелоков (1...2 %). Она также неводостойкая.
Глиняные пасты изготовляют на кремнефтористом или фтористом натрии. Состав пасты: жирная глина (35%), сульфатный щелок или битум БН-Ш (30%), фтористый натрий (30 %), вода (добавляется до получения требуемой консистенции). Глиняные пасты применяются вместо экстрактных и силикатных для менее ответственных конструкций (наката перекрытий, лаг и Др.).
Для борьбы с дереворазрушающими насекомыми используют в основном известные ядовитые вещества: ДДТ, гексахлоран, хлорофос и др. Полностью защищает от размножения древоточцев в древесине хлорированное креозотное масло (карболинеум), но оно имеет резкий удушливый запах и поэтому внутри помещений не применяется.
173
§ 9. Техническая эксплуатация оснований, фундаментов, подвальных помещений и придомовых территорий
Прочность и устойчивость зданий в значительной степени зависят от несущей способности оснований и фундаментов.
Толщина грунта, расположенного под фундаментом и воспринимающая через него нагрузку от здания, называется основанием. Грунты оснований под действием нагрузки от здания деформируются, если при этом не происходит коренного изменения структуры грунта, то такая деформация называется осадкой. В отличие от осадки, просадкой называют деформацию основания, связанную с коренными изменениями: выпиранием грунта нз-под подошвы фундамента, оседанием отдельных пластов и т. п. Равномерная и незначительная осадка не нарушает прочности н устойчивости зданий. Неравномерная осадка и просадка грунтов оснований могут привести к значительным деформациям зданий. Грунты, использумые в качестве оснований, подразделяются на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.
Скальные и крупнообломочные грунты, практически не сжимаемые под нагрузкой, не подвержены размыванию и являются надежным основанием для зданий.
Несущая способность песчаных оснований зависит от крупности зерен песка и его влажности. С увеличением неоднородности песчаных грунтов пористость их уменьшается, так как промежутки между крупными частицами заполняются мелкими. Влажные пески более плотные и менее сжимаемые.
Глинистые грунты в сухом состоянии являются хорошим основанием, но при увлажнении они теряют свои свойства: в пластичном и разжиженном состоянии несущая способность глин снижается. Глинистые грунты, обладающие в естественном состоянии видимыми невооруженным глазом порами (макропорами), размеры которых превосходят размеры частиц, составляющих скелет грунта, при увлажнении теряют свою связность. В таких грунтах образуются просадки, поэтому необходимо принимать особые меры, исключа
174
ющие увлажнение основании, сложенных просадочными грунтами.
Необходимо учитывать, что даже весьма значительные осадки, если они равномерны по периметру здания, безболезненно воспринимаются конструкциями. Известны случаи, когда'равномерные осадки, измеряемые десятками сантиметров, не вызывали серьезных деформаций и не препятствовали нормальной эксплуатации зданий. Более опасными являются неравномерные осадки. По чувствительности к неравномерным осадкам здания и сооружения подразделяются на малочувствительные и чувствительные.
Малочувствительными являются здания, которые проседают как одно пространственное целое равномерно или с креном, а также здания, элементы которых шарнирно связаны между собой.
Чувствительными к неравномерным осадкам являются здания, состоящие из жестко связанных между собой элементов, взаимное смещение которых может вызвать в конструкциях здания значительные деформации или местные повреждения. К таким конструкциям относятся крупнопанельные здания с несущими поперечными стенами, рамы с жесткими узлами и др.
Предельные разности осадок отдельных частей оснований фундаментов колонн или стен гражданских зданий не должны превышать 0,002 расстояния между этими частями.
Предельные значения средних осадок оснований зданий, см:
крупнопанельных н крупноблочных ..... 8
с кирпичными стенами.........................10
каркасных.....................................Ю
со сплошным железобетонным фундаментом . . 30
В зависимости от характера развития неравномерных осадков основания и жесткости здания различают пять форм деформаций: крен, прогиб, выгиб (перегиб), перекос, кручение (рис. 68).
Перекос возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок развивается на коротком участке здания (рис. 68).
Крен — поворот здания относительно горизонтальной оси (рис. 68, а). Наибольшую опасность такой вид деформаций представляет для узких зданий повышенной этажности.
175
Рис. 68. Деформация зданий из-за неравномерных осадок оснований о — крен; б — прогиб; в — выгиб (перегиб)
о-ва □ □ □ □ □□ □ □ □ □ □□
Рис. 69. Влияние рядом расположенного здания на несущую способность основания (схема деформаций)
Прогиб и выгиб (рис. 68,6, в) связаны с искривлением здания.
Кручение сооружения возникает при неодинаковом крене по длине здания, при котором в двух сечениях здания он развивается в разные стороны.
Предельное значение крена, установленное нормами, не должно превышать 0,004 высоты здания. Прогибы здания ограничиваются предельными значениями, не превышающими для крупнопанельных зданий 0,0007 длины участка, на котором проверяют прогиб, а для кирпичных и блочных — 0,00013.
В общем случае осадку каждого фундамента можно рассматривать как сумму четырех слагаемых осадок, каждое из которых может принимать различные значения, в том числе может быть равно нулю:
5 — 5упл + *$разупл + ^ВЪ1П + “5расстр, (73)
где 5Упл — осадка в результате уменьшения пористости грунтов под действием нагрузки от здания или уплотнение, вызванное замачиванием оснований, а также нагрузками от рядом расположенных зданий; 5разупл— осадка здания в связи с разуплотнением верхних слоев грунта; 5ВЫп — осадка вследствие выдавливания грунта нз-под подошвы фундамента; Space™— осадка при нарушении структуры грунта.
Разнообразие причин развития неравномерных осадок уплотнения [различные инженерно-геологические условия, наличие на участке расположения здания просадочных грунтов, карстово-суффозионных явлений: растворение и вынос горных пород с образованием пустот, неравномерная загрузка частей здания, сооружение зданий в непосредственной близости от существующих (рпс. 69) и др.] требуют постоянного 176
Рис. 70. Деформации основания из-за выпирания грунта
контроля за состоянием оснований в процессе эксплуатации, а также выполнения требований по исключению замачивания грунтов.
В процессе эксплуатации возможны также осадки разуплотнения 5разупл, которые развиваются под действием массы здания, когда она меньше массы вынутого грунта.
Осадки выпирания связаны с развитием пластических деформаций грунта, которые наиболее вероятны при замачивании оснований (рис. 70).
От воздействия различных факторов могут развиваться осадки, вызванные изменением структуры грунта. Структура грунтов может нарушиться вследствие метеорологических воздействий, воздействий грунтовых вод и газа, а также динамических воздействий.
К метеорологическим воздействиям относятся промерзание и оттаивание, набухание и размягчение, высыхание грунтов. Очевидно, что все перечисленные явления могут происходить при нарушении проектных условий в процессе эксплуатации.
При нарушении структуры основания и потере в связи с этим несущей способности в процессе эксплуатации применяют различные методы искусственного его укрепления.
Уплотнение основания песчаными и грунтовыми сваями. Для этого в грунте делают скважины с помощью стальной трубы (сердечника) с башмаком большего диаметра для облегчения извлечения трубы либо путем пробивки скважины-шпура буровой штангой диаметром 42...48 мм с наконечником диаметром 60... 80 мм. Грунт уплотняется силой взрыва взрывчатых веществ (ВВ), закладываемых в образованные бурением скважины, после чего скважины заполняют уплотненным грунтом или песком. Объемная масса скелета грунта достигает значения, при котором основание становится непросадочным (1,55...1,65 т/м3).
Силикатизация грунтов применяется для закрепле-12—370 177
ния сухих и водонасыщенных песков, просадочных макропористых и насыпных грунтов. Сущность метода заключается в том, что в пески и лёссы нагнетают водный раствор силиката натрия, который цементирует грунт и значительно повышает его прочность. Сухие и водонасыщенные пески с коэффициентом фильтрации 2...80 м/сут закрепляют поочередным введением жидкого стекла (силикат натрия) Na2O-nSiO2 и хлористого кальция СаСЬ, который является катализатором. Растворы взаимодействуют следующим образом:
Na2O-nSiO2 -f- CaCI2-mH2O = nSiO2-• (m — 1) H2O + Ca(OH)2 + 2NaCl.
При этом образуется нерастворимый в воде гель кремниевой кислоты, который цементирует частицы песка.
Грунты, пропитанные нефтепродуктами, смолами при наличии грунтовых вод, имеющих рН>9, силикатизации не поддаются.
Пески с коэффициентом фильтрации (коэффициент фильтрации — скорость проникания воды в грунт) 0,5...5 м/сут (плывуны) закрепляют одним раствором, состоящим из жидкого стекла и фосфорной кислоты Н3РО4 или серной кислоты H2SO4 и сернокислого алюминия (в качестве более дешевого заменителя). Для закрепления лёссов и лёссовидных суглинков, макропористых просадочных грунтов выше уровня грунтовых вод с коэффициентом фильтрации 0,1...2 м/сут применяют однорастворный метод силикатизации жидким стеклом плотностью 1,13 г/см3, которое, соединяясь с сернокислым калием, содержащимся в лёссах и лёссовидных суглинках, образует нерастворимый гель и цементирует частицы грунта.
Силикатизацию выполняют следующим образом. В грунт на глубину до 15 м погружают перфорированные трубы диаметром 19...38 мм, по которым нагнетают растворы под давлением 15-105 Па. Прн двухрастворном способе силикатизации инъекторы (перфорированные трубы) погружают попарно на расстоянии 15...20 см один от другого. Оба раствора можно нагнетать по одной трубе поочередно.
Закрепленные жидким стеклом мелкие пески с коэффициентом фильтрации 2...80 м/сут обладают проч-
178
,/->///ж///мжж® WW//^//«W/z
у/////, У/7//////% >/////////А
V///////A....................................................................
&///У/////У"/////^^^^^
'//////////у
^//////////////^^^^
',. W////s//////^ %
Шж//жж/жж
W///////M
"' w »> № мяп ”'™”-’‘™ '№JBPW7F/77>.'777rn ^///////////////////,
,^у^^////^///////^
Рис. 71. Схема водопонижения с помощью иглофильтров с электроосушением (буквами обозначен контур подземной части здания)
ностью (15...35) • 106 Па, прочность плывунов доходит до 5...6 МПа; лессовых и просадочных грунтов —до 6...8 МПа, при этом просадочные свойства исчезают.
Если обозначить через V объем закрепляемого грунта, м3, а через п — пористость грунта, %, то объем химических растворов, необходимых для силикатизации, будет:
для песков Рраств = 5Ип (74)
(объем каждого раствора — жидкого стекла и хлористого кальция — в отдельности);
ДЛЯ плывунов Ррелеобр.раств = (75)
ДЛЯ лессовых грунтов стекла = Vn- (76)
Иногда для закрепления грунтов применяют электроосмос — явление переноса воды под действием электрического тока. При таком движении вода захватывает с собой частицы грунта. Если процесс электроосмоса протекает длительное время и при этом вода, собирающаяся у катодов, откачивается, то грунт будет обезвоживаться и уплотняться.
В глинистых грунтах повышение эффекта откачки воды создается путем сочетания работы иглофильтров с электроосушением (рис. 71).
Метод электроосмоса можно применять также в сочетании с химическим методом. Длительная работа электродов под действием постоянного тока приводит к их разрушению, при этом продукты разрушения
12*
179
Рис. 72. Схема битумизации грунтов
/ — битумоварка; 2 — насос; 3 — скважина; 4 — трансформатор; 5 — нагнетательная труба; 6 — тампонаж цементным раствором; 7 — укрепляемый
„ грунт
электродов, соединяясь с частицами глинистого грун-та, увеличивают его прочность. Иногда через трубы (анод) в грунт подают водные растворы солей многовалентных металлов, которые, соединяясь с глинистым грунтом, коагулируют глинистые частицы, цементируют их между собой гелями солей железа и алюминия.
Способ цементации грунтов заключается в нагнетании в грунт под давлением 0,3...0,6 МПа цементного раствора, который, затвердевая в порах грунта, связывает между собой частицы, увеличивая прочность грунта и уменьшая фильтрацию воды. Цементацию можно применять для грунтов с крупными порами, так как частицы цемента могут проникать в щели размером не менее 0,1 мм. К таким грунтам относятся песчано-гравийные, галечниковые и гравийные отложения, а также крупнообломочные грунты в сухом и водонасыщенном состоянии с коэффициентом фильтрации 80...200 м/сут.
Для увеличения водонепроницаемости грунтов и уменьшения их коэффициента фильтрации применяют также битумизацию. Разогретый битум нагнетают через инъекторы в поры грунта под давлением до 2,5 МПа (рис. 72).
Для получения особо прочных песчаных грунтов (1...3 МПа) используют карбамидные смолы. Закрепление песчаных грунтов карбамидными смолами осуществляют по той же технологии, как и при силикати
180
зации двухрастворным методом: закачивают по двум трубам смолу и щавелевую кислоту. Оба вещества можно подавать по одной трубе поочередно. Однако следует иметь в виду, что закрепление грунтов карбамидными смолами очень дорогой способ и его можно применять только в том случае, если другими методами нельзя достичь желаемых результатов.
Имеются и другие способы упрочнения грунтов, но все они связаны с дополнительными затратами. Поэтому при технической эксплуатации зданий необходимо принимать меры, исключающие увлажнение грунтов илн нарушение их структуры по другим причинам (авария инженерных коммуникаций, неграмотная организация земляных работ при возведении новых зданий рядом с существующими и др.).
Фундаменты относятся к основным конструктивным элементам зданий, воспринимающим нагрузки от надземных частей и передающим их основанию. Для прочности и устойчивости здания необходимо, чтобы в процессе эксплуатации фундаменты удовлетворяли следующим требованиям:
нагрузка на единицу площади основания, передаваемая фундаментом, была бы одинаковая для однородных грунтов;
исключалось влияние факторов, нарушающих жесткость и массивность фундаментов;
загружать фундаменты усилиями, передающими на основание только вертикальные нагрузки;
следить при производстве планировочных работ за тем, чтобы не было промерзаний оснований фундаментов.
Следует учитывать, что эксплуатационные свойства фундаментов в значительной мере определяются их конструктивной схемой (рис. 73).
Ленточные фундаменты равномерно распределяют нагрузку на однородные основания. При различных нагрузках в здании делают местные уширения тех Настей фундаментов, которые воспринимают большую нагрузку, а также устраивают осадочные швы на расстоянии около 70 м друг от друга (рис. 74); для фундаментов на просадочных грунтах эти расстояния уменьшаются. Ленточные фундаменты при незначительных нагрузках можно устроить под столбами и колоннами (рис. 75).
131
a)
I I
Рис. 74. Ленточный фундамент (пунктиром показан осадочный шов)
а — фасад: б — план фундамента; bi — ширина фундамента; 6г —то же, в пределах осадочного шва
в) lP iP LP
IHUHHIIIIH
Рис. 75. Ленточный фундамент под колонны
а — фасад; б — вид сверху; в — рас* четная схема
В конструкциях крупнопанельных домов в связи с большой жесткостью прн неравномерных деформациях основания могут возникать значительные дополнительные напряжения, что следует учитывать при эксплуатации фундаментов полносборных зданий. Предельные допустимые деформации для них примерно в 1,5 раза ниже, чем для кирпичных.
Наличие подвалов в здании определяет глубину заложения фундаментов той части здания, где эти подвалы находятся.
При приемке зданий в эксплуатацию следует особо тщательно проверять качество устройства гидроизоляции фундаментов и подвальных частей (рис. 76 и 77), требуя от подрядных организаций представления актов на выполнение этих работ.
Ремонт и усиление фундаментов в процессе эксплуатации, как правило, сопровождается земляными работами по вскрытию фундаментов. При этом следует принимать меры по предупреждению переувлажнения грунтов и нарушению их структуры. Отрываемые траншеи должны иметь глубину, не достигающую подошвы фундамента на 50 см. Затем (в соответствии с проектом) углубляют траншею (рис. 78) отдельными колодцами на расстоянии 2...2,5 м друг от друга и имеющими размер по длине вдоль фундамента 1,5 м, после чего выполняют работы по усилению фундамен-182
Рис. 76. Конструктивная схема гидроизоляции фундаментов зданий с подвалом
д— при уровне грунтовых вод ниже пола подвала; б — при невысоком стоянии уровня грунтовых вод; в — при высоком уровне стояния грунтовых вод; / — гидроизоляционный слой; 2 —обмазка битумом; 3 —мятая жирная глина; 4 — пригрузочный слой бетона; 5 — кладка из ' обожженного кирпича; 6 — железобетонная плита; 7 — бетонная подготовка; УГВ— уровень грунтовых вод
тов. По окончании работ на усиливаемом участке тщательно послойно засыпают вырытый ранее колодец. Прочность фундаментов можно восстановить методом цементации, для чего в поры материала фундамента нагнетают цементный раствор.
Работы должны производиться по проекту с определением числа просверливаемых отверстий в фундаменте для инъекторов, с указанием состава нагнетаемого раствора и других параметров.
Основной причиной физического износа и снижения несущей способности фундаментов является воздействие на них грунтовых и поверхностных вод, поэтому важное значение среди мероприятий технической эксплуатации зданий имеет отвод поверхностных и понижение уровня грунтовых вод.
При увлажнении материала фундаментов влага по капиллярам поднимается вверх. При этом влажность в разных сечениях будет неодинаковой, так как высота подъема влаги зависит от размеров сечения капилляров: чем меньше сечение, тем больше высота подъема влаги.
Попеременное увлажнение и высыхание материала как при положительных, так и при отрицательных „температурах вызывает дополнительные напряжения, которые в ряде случаев могут оказаться разрушающими. Наибольших значений эти напряжения достигают
183
Рис. 77. Гидроизоляция фундаментов без подвалов а — выше поверхности земли; б — ниже поверхности земли; / — гид* роизоляционный слой; 2 — обмазка битумом (2 раза)
Рис, 78. Замена участка фундамента
а — разрез: б — план; / — металлические балки, подводимые под усиливаемый участок фундамента перед началом работ (по проекту); 2 — старая кладка фундамента; 3 — вновь возводимая часть фундамента; 4 — * крепление котлована на период производства работ
в поверхностных слоях материала, что приводит к по-степенному разрушению этих слоев. Трещины, являющиеся следствием разрушения материала в поверхностных слоях, увеличивают влагопроницаемость материала, что еще больше ускоряет процесс разрушения.
Грунтовая влага, проникая в материал фундаментов, может подниматься вверх на высоту более 2,5 м от уровня земли. Наиболее интенсивно всасывают влагу фундаменты и стены подвалов, сложенные на известковом растворе из различных мелкозернистых материалов — кирпича, песчаника и др.
При загрязнении почвенной воды органическими веществами грунтовая влага, поднимающаяся по стенам, образует на их поверхности налет азотно-калие-вых соединений, так называемую «стенную селитру». Эти соединения белых растворимых солей весьма гигроскопичны, притягивают влагу из воздуха и поддер-
184
Рис. 79. Устройство отмостки вокруг здания
1 — правильно выполненная отмостка с уклоном не менее 0,02 от здания; 2— неправильно выполненная отмостка с контруклоном (показано пунктиром)
живают сырость в стене. В процессе осмотров подвальных помещений следует удалять такие налеты, а также принимать меры к предупреждению увлажнения стен и фундаментов грунтовыми водами.
В грунтовых водах могут также содержаться органические, азотная и другие кислоты, которые, соединяясь с основными окисламн материала фундамента и стен подвалов, образуют растворимые соли. При фильтрации грунтовых вод эти вещества интенсивно вымываются и снижают плотность и прочность материала. Степень агрессивности грунтовых вод зависит от растворимости в воде продуктов новых образований в результате химических реакций, протекающих в материале фундамента: чем больше растворимость вновь образованных солей, тем разрушительнее действие грунтовых вод на конструкцию.
Источником метеорологической влаги являются атмосферные осадки. При сильном ливне за 1 мин по фасадной поверхности стены шириной 1 м и высотой в один этаж стекает до 12 л воды. При неисправной или неправильно выполненной отмостке (рис. 79) эта влага проникает в тело материала фундамента. Кроме того, прониканию атмосферной влаги может способствовать неисправность водоотводящих устройств (рис. 80).
Первой мерой защиты фундаментов и оснований от увлажнения является наличие вокруг здания технически исправных отмосток и лотков. Отмостки должны иметь ширину не менее 0,7 м с уклоном 0,02...0,05. Тротуары следует устраивать с водонепроницаемым
185
Рис. 80. Установка водосточных труб
а — правильно выполненная установка элементов организованного водосброса с крышн; б — неправильно установленные элементы водоотвода; / — увлажнение стены из-за неправильно установленной водоприемной воронки; 2 — увлажнение нижней части стены из-за отсутствия отмета
186
покрытием (асфальт, бетон), если они примыкают непосредственно к зданию. При водопроницаемых грунтах подготовку под тротуары выполняют по слою жирной глины.
Если грунтовые воды расположены выше отметки пола подвала, для понижения этого уровня устраивают дренажи. Дренажная система состоит из закрытых каналов, проложенных ниже отметки, до которой требуется понизить уровень грунтовых вод, на 0,3...0,5 м. Каналы прокладывают с продольным уклоном 0,001... 0,01 к сборному каналу, который отводит всю воду в водостоки. Сечения каналов, конструкция дренажей и глубина их заложения определяются проектом.
Горизонтальная противокапиллярная гидроизоляция фундаментов и подвальных стен должна пересекать всю конструкцию на одном уровне с подготовкой под пол первого этажа или подвала, но не менее чем на 15 см выше отмостки. Если подготовка под пол по обе стороны находится на разных уровнях, то гидроизоляцию устраивают на уровне пониженной подготовки.
Цоколи зданий с облицовками находятся в особо неблагоприятных условиях, поэтому кладку цоколя выполняют на цементном растворе не ниже марки 50, с внутренней стороны поверхность кладки изолируют от воздействия влаги.
Наиболее тщательно следует выполнять гидроизоляцию подвальных помещений панельных зданий. Наружную поверхность стеновой панели крупнопанельного здания с техническим подпольем, обсыпаемую грунтом, обмазывают два раза горячим битумом. Горизонтальную гидроизоляцию из двух слоев гидроизола укладывают между блоком фундамента и нижней гранью Панели. При выборе типа гидроизоляции следует учитывать возможность деформаций в фундаментах зданий, а также массу вышележащих стен. Применяемый иногда в качестве гидроизоляции слой цементного раствора ие может служить надежной влагозащитен вследствие его хрупкости.
Здания, возведенные на глинистых грунтах, должны иметь гидроизоляцию с устройством замков в местах сопряжения изоляции пола с изоляцией стен.
При наличии грунтовых вод выше уровня пола подвала и расчетном напоре до 0,8 м поверх гидроизоля
187
ции пола подвала следует укладывать дополнительную нагрузку в виде тощего бетона с наибольшей объемной массой.
Давление воды с расчетным напором 0,8 м и более воспринимается специально устраиваемой железобетонной плитой.
При сильноагрессивных водах, разрушающих даже специальные цементы, необходимо применять сплошную гидроизоляцию в виде оболочки из битумных материалов.
Техническая эксплуатация фундаментов и оснований предусматривает также меры по содержанию придомовых территорий. Территория двора должна иметь уклон от здания не менее 0,01 по направлению к водоотводным лоткам или приемным колодцам ливневой канализации.
Иногда происходит осадка засыпки пазух фундаментов, вследствие чего между отмосткой и кладкой фундамента образуются щели; такие щели следует заделывать битумом или асфальтом. Фундаменты и стены подвалов, находящиеся рядом с неисправными трубопроводами системы водоснабжения, канализации и теплоснабжения в местах их пересечения со строительными конструкциями, должны быть защищены от увлажнения.
Производить земляные работы вблизи существующих зданий разрешается только прн наличии проектов, предусматривающих защиту оснований н фундаментов от увлажнения, а также от деформаций, вызванных изменением или перераспределением нагрузок.
При появлении в стенах трещин из-за осадки грунта надо поставить маяки, установить систематическое наблюдение за их состоянием с регистрацией в специальных журналах результатов наблюдений и вызвать специализированную организацию для инженерных исследований причин деформаций.
Необходимо следить за исправным состоянием приямков, стенки которых должны быть на один-два ряда кирпичной кладки выше уровня тротуара или отмостки. Образовавшиеся трещины и щели в местах примыкания элементов приямков к стенам подвала заделывают битумом или асфальтом. Имеющуюся вокруг здания дренажную систему регулярно промывают во
188
дой. Фильтрующую способность восстанавливают проведением планово-предупредительных текущих и капитальных ремонтов.
В подвальных помещениях необходимо поддерживать заданный температурно-влажностный режим. Продухи в цокольной части здания на весенне-летний период следует открывать полностью для проветривания подвальных помещений. Особо тщательно рекомендуется следить за состоянием инженерных систем и коммуникаций, расположенных в подвалах, и принимать меры по своевременному устранению дефектов и неисправностей, чтобы предупредить перерастание их в отказы.
Необходимо ежегодно проверять состояние территорий домовладений, проектные уклоны и выявлять места застоев поверхностной воды. Все выявленные недостатки устраняют в ходе подготовки к весенне-летней эксплуатации зданий.
Ремонт дренажной системы, а также усиление и переустройство фундаментов, водопонижение или строительство водостоков необходимо производить силами специализированных строительных или ремонтно-строительных организаций по утвержденным проектам.
При наступлении оттепелей надо регулярно убирать снег от стен здания на всю ширину отмостки или тротуара и принимать меры к ускорению таяния снега путем его рыхления, разбрасывания и скалывания льда. Водосточные лотки и приемные люки для стока талой воды следует периодически очищать.
Опасность для фундаментов и оснований представляют растения, прорастающие на отмостках вблизи фундаментов, поэтому деревья и кустарники надо сажать на расстоянии не ближе 5 м от стен здания. Случайную поросль необходимо немедленно удалять.
§ 10. Техническая эксплуатация стен зданий
Стены выполняют различные функции в зависимости от конструктивной схемы здания. Основное функциональное назначение стен заключается в защите помещений здания от влияния климатических факторов, а также в передаче временных и постоянных нагрузок на фундаменты.
Задачей технической эксплуатации стен зданий яв
189
ляется сохранение их несущей способности и защитно-ограждающих свойств на протяжении всего срока службы. Потеря несущей способности может происходить в результате изменения физико-механических характеристик материала стен при воздействии на них факторов окружающей среды или увеличении нагрузок выше допустимых проектом.
Наиболее распространенной причиной ускоренного физического износа стен является периодическое их увлажнение в сочетании с температурными знакопеременными колебаниями.
Большинство строительных материалов стен можно рассматривать как трехфазную систему: твердое тело — вода — воздух. Количественное соотношение между этими фазами обусловливает физические свойства материалов, их плотность и степень влажности. Массовая влажность ыв— это отношение массы влаги, содержащейся в материале, к массе материала в высушенном состоянии, %:
«в = [(Pi - P2)/Pi 1 ЮО, (77)
где Pt — масса образца материала до высушивания, кг; Р?—масса того же материала после высушивания, кг.
Объемная влажность ы0 — отношение объема влаги, содержащейся в образце материала, к объему самого образца, %
ю0= lOOlVVg, (78)
где Vi — объем влаги, содержащийся в образце материала, см’.
Расчетная весовая влажность материала стен жилых зданий нормируется строительными нормами. Так, для стен из керамзитобетона она не выше 10 %, а из кирпича — 2 %.
Если известны объемная масса материала и его весовая (массовая) влажность ив, то объемную влажность можно определить из выражения
«>о = «>вТ> (79)
где у — объемная масса материала в сухом состоянии, г/см3.
Находясь в конструкции в виде пара, жидкости или льда, влага в толще материала перемещается. Перемещение пара происходит из-за разности упругости паров (давление пара, вызванное ударами движущихся молекул, Па) , и давлений воздуха по обе стороны помещения. В жидком состоянии перемещение обу
190
словлено законами тяготения, капиллярными силами, изменением внутренних сил температурных напряжений материала. Влага, находящаяся в твердом состоянии, перемещается из-за внешнего давления и температурных напряжений.
Проникание влаги в материал может происходить в результате:
поглощения влаги сорбцией (способность материала впитывать влагу из воздуха), когда воздух имеет высокую относительную влажность;
смачивания материала при соприкосновении его с жидкостью (капиллярное всасывание, капиллярная диффузия — способность влаги перемещаться в толще материала по микроскопическим открытым каналам);
проникание пара в материал из окружающего воздуха (паропроницание);
физико-химических процессов.
Строительные материалы по сорбционной способности подразделяются на активносорбирующие влагу (пено- и газобетон, фибролит, соломит, известь, гипс, шлакобетон и др.) и инертносорбирующие влагу (бетон, красный и силикатный кирпич, гранит, известняк, песчаник, камышит и др.).
Следует иметь в виду, что с понижением температуры их сорбционная способность возрастает.
Стены из инертносорбирующнх материалов незначительно влияют на влажностный режим помещений, но при длительном избыточном выделении пара в помещении в поверхностном слое материала со стороны помещений может возникнуть сырость.
Стены выполняют, как правило, из гидрофильных— хорошо смачивающихся материалов, в которых при смачивании происходит активное всасывание влаги. Реже стены устраивают из гидрофобных материалов, которые обладают водоотталкивающими свойствами.
Материал, имеющий повышенную начальную влажность, всасывает влагу интенсивнее, чем сухой. Наибольшей скоростью всасывания обладают гипс и пеносиликат. Высокая скорость всасывания у красного кирпича; вдвое меньше, чем у красного кирпича, скорость Исасывания влаги у силикатного кирпича.
Материалы с меньшей скоростью всасывания сле
191
дует применять для стен с минимальной начальной влажностью, с обязательным предохранением их от дальнейшего увлажнения. Особенно это относится к шлако- и пенобетону.
В ограждающих эксплуатируемых конструкциях увлажнение происходит вследствие проникания влаги путем впитывания атмосферной влаги, впитывания влаги при ее конденсации на поверхности стены, контакта влаги хозяйственно-бытовых процессов с материалом стен. По этим причинам отдельные слои могут увлажняться весьма значительно, в результате чего в них возникают большие давления, которые могут привести к расслоению материала конструкции.
Перемещение влаги в виде пара и увлажнение материала происходит вследствие диффузии, а также из-за инфильтрации воздуха. Оба вида перемещения называются паропроницанием.
Материал в сухом состоянии оказывает большее сопрот-ивление диффузионной паропроницаемости, чем во влажном. В рыхлых, с открытыми порами материалах происходит более интенсивное диффузионное перемещение водяных паров, чем в плотных.
Инфильтрационная паропроницаемость происходит при механическом перемещении водяных паров воздухом из области высоких барометрических давлений в область меньших давлений, т. е, при наличии воздушного напора, который может быть создан также разностью температур (тепловое давление) или ветром (ветровое давление).
Полная паропроницаемость стен может быть приближенно представлена как алгебраическая сумма диффузионной и инфильтрационной паропроницаемости.
Причиной возникновения влажности в стенах зданий могут быть различные химические процессы. Наличие в составе строительных материалов оксида кальция СаО и хлористых соединений MgCl2, СаС12, обладающих высокой степенью гигроскопичности, может вызвать увлажнение стен в результате поглощения водяных паров из воздуха.
Иногда причиной увлажнения материала стен является химическая реакция, протекающая в самом материале. Примером такого вида увлажнения может быть процесс твердения гидроксида кальция. Гидро-
192
ксид кальция постепенно поглощает из воздуха диоксид углерода, который, вступая в реакцию с гидроксидом кальция, образует карбонат кальция с выделением воды, увеличивающей влажность материала стены. Этот процесс идет по следующей схеме:
Са(ОН)2 + СО2->СаСО3 + Н2О.
В условиях микроклимата помещений процесс твердения извести продолжается очень долго. Для ускорения карбонизации прибегают к искусственному обогащению воздуха диоксидом углерода (например, сжигание топлива в закрытом помещении без отвода продуктов сгорания). Следует предупредить, что такой способ ускорения твердения известковых составов опасен для жизни и должен применяться в исключительных случаях с осуществлением мер по безопасности людей и под строгим инженерным контролем.
Наибольшей влагостойкостью отличаются красный кирпич из пластичных однородных глин, плотные бетоны, природные каменные материалы с плотной однородной структурой, поэтому эти материалы рекомендуются в основном для наружных стен. Увеличение влагостойкости материалов достигается их гидрофо-бизацией: специальной обработкой, при которой на поверхности стен образуется слой из гидрофобных веществ и газов. Для гидрофобизации используют отходы нефтепродуктов (мылонафт, битумы и т. п.), каменноугольные продукты (деготь, пек), кремнийорганиче-.ские соединения (силаны, силоксаны), синтетические лаки, клеи и пластмассы. Наибольшее распространение получила гидрофобизации поверхностей стен путем покрытия наружных плоскостей кремнийорганиче-скими водоотталкивающими жидкостями типа ГДЖ, создающими тонкую невидимую пленку, верхний слой которой отталкивает молекулы воды. Являясь водонепроницаемой, пленка хорошо пропускает пар и воздух, т. е. она «дышит».
Конструкции стен могут увлажняться вследствие конденсации влаги на внутренних поверхностях или в их толще (внутренняя конденсация). Внутренний конденсат наблюдается в местах, в которых температура оказывается ниже точки росы (температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния полного насыще
13—370
193
ния). Понижение температуры в толще стены происходит по направлению от внутренней к наружной ее поверхности, при этом диффундирующий со стороны помещения поток воздуха может встретить такую зону, температура которой соответствует точке росы, и содержащийся в воздухе пар начинает в этой зоне конденсироваться.
Иногда при резком повышении температуры воздуха после сильных морозов температура наружной поверхности стены оказывается ниже температуры наружного воздуха. В этом случае влага воздуха может конденсироваться на наружной поверхности стены. Если такие колебания наружной температуры многократны, это может привести к разрушению наружного отделочного слоя.
Появление влаги на внутренней поверхности стены зависит от структуры материала. Так, на поверхности оштукатуренной стены влага конденсата появляется не сразу; пористая штукатурка в начале процесса конденсации впитывает влагу и этим задерживает видимость образования конденсата до полного увлажнения слоя штукатурки. Поэтому в помещениях с постоянной влажной средой штукатурку надо покрывать водонепроницаемым слоем для исключения проникания влаги в толщу стены (облицовка, масляная окраска, цементная штукатурка и др.).
Интенсивность конденсации внутренней поверхности стены зависит от порядка расположения слоев в многослойных стенах. Наименьшая вероятность конденсации влаги внутри стен там, где с внутренней стороны располагаются плотные малопроницаемые слои, а с наружной — более паропроницаемые и менее теплопроводные.
Иногда точка росы на внутренней поверхности стен создается из-за нагромождения у наружных ограждающих конструкций мебели, завешивания их коврами, что препятствует более интенсивному теплообмену стен с воздухом внутри помещения и вызывает чрезмерное охлаждение указанных поверхностей.
Большое влияние на увлажнение материала конструкций, и в первую очередь стен, оказывает эксплуатационная влага — влага, выделяемая людьми при приготовлении пищи, стирке и сушке белья, мытье полов, пользовании ванными, хранении овощей (по ко
194
личеству влаги, выделяемой в помещениях, превосходит все другие источники). Например, человек в спокойном состоянии выделяет за 1 ч 45 г влаги, а при тяжелой физической работе в 4...5 раз больше. При приготовлении пищи на одного человека выделяется около 620 г влаги в сутки. При стирке испаряется свыше 3 кг влаги. С 20 м2 вымытого пола испаряется до 3,5 кг влаги. Много влаги в виде паров выделяется при сгорании газов в газовых приборах.
Процесс горения газа (метана) может быть представлен следующей схемой:
СН, + 202->С02 + 2Нг9 + 212 ккал. 16 64 44 36
Количество воды при сгорании одной грамм-молекулы метана равно 36/16=2,25 г/г. При сгорании 1 м3 этого газа в воздух выделяется 0,7168-2,25 = 1,62 кг водяных паров (объемная масса метана 0,7168 кгс/м3).
При одновременном горении четырех конфорок газовой плиты за 1 ч выделяется 3,2 кг водяных паров.
Избыточная влажность в материале стен помимо деформаций конструкций может способствовать ускоренной коррозии металлических элементов, особенно закладных деталей полносборных жилых домов.
Процесс разрушения металлических деталей в этих условиях протекает под тончайшим невидимым слоем увлажненных продуктов коррозии. Разрушение деталей значительно ускоряется, если в воздухе имеются примеси сернистого газа SO2 и пыли. Так, содержание в воздухе 0,01 % SO2 ускоряет процесс коррозии на 65 %. Ускоряют коррозию также хлористые и сернокислые соли, содержащиеся в частицах пыли. В процессе приемки полносборных жилых домов следует обращать внимание на тщательность заделки закладных металлических элементов и требовать от подрядной организации представления актов на антикоррозионную защиту этих деталей.
Перемещение влаги в зимних условиях в материалах панелей наружных стен приводит к интенсивному ее поглощению утеплителем. Вследствие замерзания влаги в утеплителе может образоваться ледяной барьер, который будет являться концентратором скопления влаги в толще материала, из-за чего на внутренней поверхности стены появится сырость.
13* 195
Причинами переувлажнения стен, особенно панелей полносборных зданий, могут быть неисправности кровельных покрытий карнизов и выступающих частей зданий; недостаточные уклоны балконных полов и плохой отвод атмосферных вод от них; неисправность гидроизоляции балконов, особенно в местах примыкания их к стенам; плохая герметизация стыков панелей и примыканий оконных и дверных заполнений к стенам; неудовлетворительное состояние фактурного слоя панелей, наличие на поверхности панелей трещин и глубоких выбоин; нарушение облицовки панелей и др. Указанные дефекты должны устраняться до приемки зданий в эксплуатацию. В процессе эксплуатации при проведении плановых и неплановых мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий следует устранять все выявленные дефекты.
Увлажнение стен помимо снижения прочностных характеристик приводит к ухудшению их теплотехнических свойств. Установлено, что увеличение массовой влажности строительных материалов на 1 % приводит к повышению коэффициентов их теплопроводности на 4...5 %. Таким образом, чтобы обеспечить нормативный срок службы зданий и их проектные эксплуатационные свойства в пределах этого срока, необходимо прежде всего предупредить проникание избыточного количества влаги в материал конструктивных элементов.
Трещиностойкость— свойство материалов, исключающее образование трещин на поверхности материала ограждающих конструкций и предупреждающее попадание влаги внутрь стены. Для повышения трещи-ностойкости стеновых материалов необходимо, чтобы начальная влажность их (при приемке зданий в эксплуатацию) была небольшой, а в процессе эксплуатации перепад влажности — влажностный градиент — не превышал определенной величины, ориентировочно равной 2,5 %. Указанная величина перепада может быть обеспечена путем консервации поверхностей панелей гидрофобизацией, повышения плотности бетонных наружных фактур или облицовкой.
Кроме напряжений, вызываемых влажностными Факторами, стеновые материалы испытывают температурные напряжения. Суточные колебания температур наружного и внутреннего воздуха, а также сол-196
нечная радиация вызывают в стенах знакопеременные периодические напряжения, которые, суммируясь с напряжениями, вызванными усадкой, влажностными напряжениями, осадками фундаментов и внешними нагрузками, постепенно могут привести к разрушению материала. Для уменьшения влияния этих напряжений наружные плоскости изготовляют, как правило, Из материалов с небольшим коэффициентом температурных расширений (кирпич, керамические изделия, керамзитобетон и т. п.). Эти конструктивные особенности следует учитывать при эксплуатации полносборных зданий.
Полносборные здания отличаются от кирпичных и других каменных зданий обычного типа тем, что конструкции стеновых панелей сборных домов выполнены из отдельных жестких элементов, соединенных податливыми связями. При эксплуатации зданий основным действующим фактором, определяющим работу связей, становятся температурные колебания, так как нагрузки, действующие на конструкции, стабилизируются, а осадка основания постепенно прекращается.
В практике полносборного домостроения получили распространение здания с несущими поперечными стенами, при этом продольные стены выполняют в основном функции наружных ограждений, передающих свою массу на поперечные стены. В этом случае поперечные и продольные стены изготовляют из различных материалов: поперечные — из наиболее прочного материала (бетон, сплошной кирпич высоких марок и др.), продольные наружные стены — из наиболее легких материалов, обладающих лучшими теплотехническими характеристиками. В малоэтажном каменном (кирпичном, блочном) доме разность деформаций нагруженных и ненагруженных стен обычно меньше предельно допустимой и в месте примыкания наружной стены к внутренней не наблюдается развития трещин. В кирпичных и сборных домах повышенной этажности аналогичной конструкции разность деформаций Стен в местах их сопряжений в ряде случаев превосходит предельно допустимые значения. Тогда в узлах примыкания одной стены к другой создаются усилия, при которых возникают и могут развиваться трещины (рис. 81). Перенос влаги и растворенных в ней ве-
197
28,00
Рис. 81. Образование трещин во внутренних стенах
Рнс. 82. Вертикальные стыки полносборных зданий
а — стык блоков с пазом под заливку легким раствором; б—стык панелей в месте примыкания перегородок; в — стык иа гладком участке стены; г — угловой стык; I — герметик; 2 — легкий раствор; 3 — герннт; 4 — гидроизоляция; 5 — утеплитель; 6 — уплотнение; 7 — зачеканка раствором; в —стеновая панель; 9 — штукатурка
ществ агрессивной воздушной среды в закладные металлические детали через трещины может вызвать ускоренную их коррозию.
В полносборных зданиях ответственным узловым сопряжением являются стыки наружных стеновых панелей между собой (рис. 82), с внутренними стенами и с плитами перекрытия. Нарушение плотности стыковых соединений также влияет на ускорение процесса коррозии закладных элементов в этих узлах и вызывает промочки в жилых помещениях.
Для обеспечения герметичности стыков, плотности наружных фактурных поверхностей ограждающих стен необходимо осуществлять плаиово-пре-дупредительные мероприятия по герметизации сопря
198
жений, а также ремонт стеновых панелей в сроки, предупреждающие потерю фактурными покрытиями эксплуатационных свойств.
Техническая эксплуатация каменных стен состоит из комплекса мероприятий по техническому их обслуживанию и ремонту, задачами которых является восстановление прочности и защитных свойств конструктивных элементов наружных и внутренних стен, а также Ликвидация дефектов, обнаруженных осмотрами в процессе эксплуатации. При наружном осмотре определяет состояние эксплуатируемых стен, обращая особое внимание на:
наличие и характер трещин в стенах и в местах сопряжений различных их конструктивных элементов;
расслоение, разрушение и выветривание материала стен, перемычек карнизов, парапетов и других архитектурных элементов, отслоение наружного фактурного слоя;
наличие сырых мест, потоков, высолов с выявлением их причины.
Осмотром стен с внутренней стороны устанавливают состояние сопряжений внутренних и наружных стен, обращая внимание на наличие и характер трещин, сырых пятен и других дефектов.
Для снижения влажности помещений проверяют работу вентиляционных устройств и при необходимости осуществляют наладочно-регулировочные работы. Усилению работы вентиляционной системы с естественным побуждением способствует повышение температуры внутреннего воздуха, для чего увеличивают Площадь нагревательных приборов в помещении с недостаточной вентиляцией.
Увлажненные конструкции высушивают конвективными или радиационными нагревательными приборами. В некоторых случаях, когда применение указанных приборов не дает эффекта, используют электроосмотические установки.
В помещениях с повышенной влажностью рекомендуется устраивать на поверхности наружных стен со стороны помещений рулонную пароизоляцию (гидро-Стеклоизол, изол и др.) с последующей цементной штукатуркой, масляной окраской или облицовкой плиткой. Этот метод защиты стен от увлажнения применяют в том случае, если обычная штукатурка
199
или облицовка не обеспечивает достаточную их паро-изоляцию.
На обнаруженные в стенах или их сопряжениях трещины необходимо поставить маяки, установить постоянное наблюдение за их состоянием с регистрацией данных наблюдения в специальном журнале, вызвать специализированную организацию для обследования деформирующихся конструкций и выдачи рекомендаций по устранению причин деформаций. За маяками ведут наблюдения до начала производства работ по устранению причин деформаций или до момента стабилизации трещин. Стабилизировавшиеся трещины, а также трещины, появившиеся в результате температурных деформаций, следует тщательно заделать, а затем восстановить эксплуатационные свойства ремонтируемых участков (прочность, водонепроницаемость) .
При эксплуатации каменных стен запрещается: пробивать новые оконные и дверные проемы без проекта, утвержденного междуведомственной комиссией при исполкоме местного Совета народных депутатов;
сушить белье в комнатах и местах общего пользования;
пользоваться газом для дополнительного обогрева помещений;
устанавливать крепления на внешних поверхностях наружных стен без специального проекта на такие работы и дополнительной гидроизоляции мест заделки -креплений.
При эксплуатации полносборных зданий следует проверять:
состояние горизонтальных и вертикальных стыков элементов стен;
надежность и состояние мест сопряжения внутренних стен с наружными, состояние сопряжения стен с перекрытиями, балконами, а также элементами лестничных клеток;
плотность сопряжений оконных и дверных заполнений со стенами;
состояние наружного фактурного слоя элементов ограждения;
состояние покрытия выступающих частей зданий и подоконных сливов.
200
В первые два года эксплуатации полносборных жилых зданий, имеющих повышенную влажность стеновых ограждений, необходимы усиленное отопление и проветривание помещений.
Техническая эксплуатация деревянных стен. Основным эксплуатационным дефектом деревянных стен является промерзание пазов и углов. Этот дефект можно предупредить проведением планово-предупредительных ремонтов, при которых следует выполнять тщательную конопатку пазов бревенчатых стен и стыков между стенами, оконными и дверными устройствами после их осадки — через два-три года эксплуатации. При проведении ремонтов необходимо восстанавливать гидроизоляцию нижних венцов, а также подоконных и других частей стен, сопрягающихся с оконными и дверными заполнениями, крыльцами, террасами, балконами, восстанавливать водоотводящие устройства и окрытия выступающих частей зданий. Наиболее увлажняемые участки деревянных стен следует антисептировать.
Если влажность материалов стен превышает допустимые значения (табл. 7), следует принимать меры
Таблица 7. Допустимые значения влажности материалов деревянных стен
Материал Объемная масса, кг/м8 Допустимая влажность, %
к началу зимнего периода к концу зимнего периода
Дуб 700 24. .25 30.. .35
Сосна 600 20. .22 25. .30
Береза 500 18. .20 22.. .24
Осина 400 16. .17 18. .20
по их защите от дальнейшего чрезмерного увлажнения.
При проведении планово-предупредительных ремонтов необходимо выполнять мероприятия по предупреждению заражения стен домовыми грибами и жучками-точильщиками.
201
Рис. 83. Цоколь
а — цоколь, облицованный кирпичом; б — цоколь, облицованный плитами нз естественного камня; в — цоколь из крупноразмерных элементов; / — отмостка; 2 —облицовка; 3 — стена; 4 — гидроизоляция
Рис. 84. Сопряжение балконной плиты с наружной стеной / — балконная плита; 2— цементный раствор; 3— подкладка; 4 — утеплитель; 5 —закладной металлический элемент; б —прокладка;
7 — утеплитель; 8 — анкер
§ 11. Техническая эксплуатация элементов фасадов
Фасады по архитектурно-эстетическим решениям, как правило, соответствуют технологическому назначению зданий. Архитектурно-конструктивные детали на фасадах должны иметь надежное крепление, обеспечивающее их длительную статическую и динамическую устойчивость к воздействию атмосферно-климатических и технологических факторов.
Важное функциональное значение имеют цоколи зданий. Постоянное воздействие на эту часть здания увлажнения в сочетании со случайными механическими повреждениями требует применения для цоколей наиболее прочных и морозоустойчивых материалов. Для защиты от увлажнения верхнюю часть цоколя (рис. 83) выполняют из влагостойкого материала, иногда ее покрывают металлическим сливом.
202
Балконы на фасадах зданий не только выполняют функциональное назначение, но и являются элементом украшения здания. Поэтому содержание балконов в исправном состоянии, поддержание их элементов: экранов, решеток, цветочных ящиков в опрятном виде — одна из важных задач эксплуатации. Иногда из-за нарушения нормальной работы конструкций балконов происходит переувлажнение стен. По конструктивному решению балконы бывают: с несущей консольной плитой или с плитой, уложенной на консольных балках. Наиболее ответственной частью балконов является место заделки плит или консольных балок в стену здания. Образующиеся при эксплуатации из-за температурных деформаций трещины могут способствовать прониканию через места примыкания (рис. 84) влаги. При длительном воздействии знакопеременных температур это приводит к ускоренному износу стен, а иногда — к аварийному состоянию балконов. В связи с этим большое значение приобретает состояние гидроизоляции балконных плит, от которого зависит безотказность плиты и надежность узлов примыкания балконов к стенам.
От непосредственного воздействия влаги, образующейся при таянии снега на кровле, а также в период обильных дождей плоскости стен предохраняют карнизы (рис. 85). В сборных домах карнизы часто выполняют из железобетонных плит. От исправного состояния карнизов, поясков, пилястр и других выступающих частей фасадов в значительной степени зависит безотказность ограждающих конструкций всего здания.
Парапетные ограждения (рис. 86) устраивают на крышах зданий для обеспечения безопасных условий труда рабочих при ремонтных работах и очистке кровель. Парапеты выполняют в виде ограждений из металлических решеток, бетонных элементов между кирпичными столбами или в виде сплошных кирпичных стенок. Наиболее ответственными элементами парапетных ограждений являются узлы их крепления к несущим элементам зданий (стенам, стропильным балкам, перекрытиям). Примыкания кровельных покрытий к элементам парапетных ограждений должны быть герметичными, удобными для осмотров и последующих ремонтов.
203
Рис. 85. Варианты конструкций карнизов
о — карниз стены, выполненный методом эффективной кладки; бив — кирпичные карнизы с армированной кладкой; а —карниз из керамических элементов; д — карниз из сборных железобетонных элементов; 1 — перекрытие; 2 — арматура; 3 — карнизные керамические элементы; 4 —керамическая деталь; 5 — карнизная железобетонная плита; 6 — толь
Задачей технической эксплуатации является обеспечение надежности парапетных ограждений. При осенних и весенних осмотрах необходимо обращать внимание на техническое состояние узлов примыкания, отсутствие протечек в этих местах со стороны чердачных помещений, отсутствие следов коррозии элементов ограждения.
При очередных планово-предупредительных ремонтах кровель заменяют уплотняющие прокладки в местах крепления стоек к конструкциям крыш, стен, перекрытий, а также негодные элементы парапетов.
Часть помещения, которая ограждена наружными стенами, выступающими за внешнюю плоскость фасада, называют эркером (рис. 87). Наиболее ответст-
204
Рис. 86. Парапетные ограждения крыш
а — металлическое ограждение; б — кирпичная парапетная стенка; в — ме« тэлличсское заполнение между бетонными столбиками; а—балюстрада в кирпичными столбиками; / — деревянная рейка; 2 —кровельная сталь;
3 — стропильная йога; 4 — металлические стойки; 5—балясина
венным узлом, как и в балконах, является верхняя часть эркера, которую выполняют в виде балкона или как совмещенную крышу. Конструкция примыкания элементов эркера к стене предопределяет эксплуатационные свойства этих узлов. В процессе планово-предупредительного ремонта и в ходе осмотров устраняют неисправности всех элементов и примыканий эркера к стене.
Лоджии, в отличие от эркеров, имеют капитальные несущие боковые стены, связанные с наружными стенами здания. В процессе эксплуатации этих частей здания следует постоянно следить за состоянием при-
205
Рис. 87. Эркер
а — поперечный разрез; б — план; в —план балок; 1 — пол; 2 —цементная стяжка; 3 — утеплитель; 4 — паркет; .5 — утеплитель; 6 — железобетонная плита
206
мыканий элементов лоджий к стене и гидроизоляции покрытий.
При техническом обслуживании и ремонте фасадов зданий особое внимание обращают на обеспечение надежности крепления свесов и водосточных труб. Во избежание закупорки водоотводящих устройств льдом рекомендуется на зимний период перекрывать воронки водосточных труб металлическими листами, отмет располагать на высоте 20...25 см от уровня тротуара. Если установить отмет ниже 20 см, быстро образуется ледяная пробка. При установке отмета выше 25 см происходит переувлажнение цоколя брызгами стекающей воды.
Состояние элементов фасада контролируют весной и осенью путем осмотра, а также перед назначением зданий иа очередной плановый или выборочный ремонт. При осмотре балконов, лоджий, эркеров помимо плотности примыкания их частей к зданию следует проверять состояние несущих конструкций: консольных плит и балок, кронштейнов и подкосов. Трещины в плитах, балках, кронштейнах надо очистить от грязи, определить их глубину и проверить состояние арматуры или закладных деталей и металлических балок. При наличии подтеков и ржавых пятен необходимо проверить простукиванием плотность защитного слоя, а также путем вскрытий — состояние гидроизоляции. Иногда состояние скрытых конструкций и материала железобетонных элементов проверяют путем отбора проб в лабораторных условиях. При необходимости производят проверенные расчеты, а также испытания балконов пробной нагрузкой. Балконы, состояние которых в процессе обследования признано неудовлетворительным, назначаются на ремонт; пользоваться такими балконами запрещается.
При осмотре карнизов проверяют прочность крепления их деталей. В кирпичных карнизах контролируют прочность раствора кладки, в оштукатуренных — состояние и прочность сцепления штукатурки с основанием.
Наиболее надежная защита стен от преждевременного износа — устройство конструктивных покрытий выступающих частей и поддержание их в исправном состоянии в процессе эксплуатации.
Особое внимание при осмотрах обращают на со
207
стояние элементов, наиболее подверженных воздействию влаги и атмосферных осадков: поясков, сандриков, различных архитектурных деталей, выступающих из плоскости фасада, а также проверяют прочность их крепления к стенам. Части карнизов и других элементов, которые в результате осмотра признаны опасными для эксплуатации, ремонтируют. Зоны возможного обрушения обносят ограждением и закрывают проход для пешеходов. При осмотре стен фасадов непрочные детали, а также имеющие признаки отслоения снимают. Снимают также штукатурные слои с нарушенным сцеплением, что устанавливается легким простукиванием. Особо тщательно проверяют состояние фасадов весной. В этот период некоторые детали с нарушенным сцеплением со стенами или потерявшие прочность в узлах крепления могут до момента оттаивания удерживаться на плоскости фасада за счет замерзшей воды в трещинах. Осмотр таких участков рекомендуется выполнять с помощью бинокля. При обнаружении признаков недостаточной прочности крепления деталей участки под ними следует огораживать и держать закрытыми для прохода людей на весь период до полного оттаивания стен фасадов и их деталей.
§ 12. Техническая эксплуатация перекрытий и полов
Перекрытия разделяют здание по высоте и воспринимают нагрузку от находящегося в нем оборудования, мебели, а также людей, пользующихся зданием. Перекрытия играют роль горизонтальных диафрагм жесткости, обеспечивающих устойчивость здания в целом.
По конструкции перекрытия бывают балочные (рис. 88) — собранные из мелких элементов, и крупноразмерные (рис. 89). При строительстве уникальных, из монолитного железобетона, а также реконструкции старых зданий часто устраивают монолитные железобетонные перекрытия.
Наиболее чувствительны к нарушению условий эксплуатации и наименее долговечны деревянные перекрытия, а также перекрытия по металлическим балкам с деревянным накатом.
Проникание влаги в толщу перекрытия, нарушение
208
Рис. 88. Балочные перекрытия а —чердачное по железобетонным балкам; б — то же, междуэтажное; в —в санитарных узлах с заполнением из легкобетоиных камней; а —то же, междуэтажнное; 1— балка; 2—пакет из минеральной ваты; 3 —утеплитель; 4 — шлаконзвестковая корка; 5 — легкобетонная плита; 6 —толь; 7 —песок; 3 — упругая прокладка; 9 — легкобетонный камень-вкладыш;
10 — раствор; // — затирка
гидроизоляции концов деревянных и металлических балок, заделанных в каменные стены, приводит к быстрому загниванию деревянных элементов и коррозии металлических балок.
В связи с тем, что гидроизоляционные материалы по истечении определенного срока службы теряют свои изоляционные свойства, задачей очередных плановых ремонтов является восстановление эксплуатационных свойств всех элементов перекрытий; в первую очередь обращают внимание на элементы, которые в процессе эксплуатации были подвержены увлажнению.
Сборные перекрытия из крупноразмерных элементов имеют срок службы, соответствующий долговечности основных несущих элементов здания. Эти перекрытия более устойчивы к действию влажной среды и других факторов, однако наличие агрессивной среды, частое попеременное изменение влажностного режима могут привести к ускоренному разрушению бетона, появлению в его толще трещин, интенсивной коррозии арматуры. Появление трещин в бетоне особенно опас-
14-370
209
s a
Рис. 89. Крупнопанельные перекрытия
а — с многопустотными иастнлами; б...г — раздельной конструкции с дву* мя железобетонными панелями; д — то же, с одной железобетонной па« мелью; е —с подвесным потолком; / — звукоизолирующие прокладки; 2 — часторебристая панель с ребрами в двух направлениях; 3 — то же, с реб* рами в одном направлении; 4 —шатровая панель; 5 — подвесной потолок; 6 — подвески
но для крупноразмерных железобетонных элементов и перекрытий из ребристых прокатных плит, имеющий малую толщину защитного слоя арматуры.
При очередных осмотрах необходимо обращать внимание на провисание и зыбкость перекрытий, появление трещин, сырости и высолов, а также выявлять причины этих дефектов и принимать меры к их устранению. Как правило, для обследования перекрытий с перечисленными дефектами следует привлекать специализированные проектно-изыскательские организации, которые на основании лабораторных анализов и проверочных расчетов должна дать рекомендации по восстановлению эксплуатационных свойств перекрытий. Важными задачами эксплуатации перекрытий
210
являются обеспечение влажностных режимов помещений, исправная работа санитарно-технических систем, особенно их элементов, непосредственно соприкасающихся с перекрытиями, обеспечение гидро- и теплоизоляции всех примыканий, полов и других элементов. Наиболее подвержены разрушениям перекрытия в санитарных узлах и чердачных помещениях.
Перекрытия санитарных узлов могут переувлажняться в результате утечек воды из систем горячего и холодного водоснабжения, а также конденсации паров при нарушении работы вентиляции этих помещений и их температурно-влажностного режима.
В чердачных помещениях в большинстве случаев расположены трубопроводы верхнего розлива систем отопления, воздухосборники и другие инженерные устройства, в результате неисправности которых происходит переувлажнение элементов чердачных перекрытий.
Нарушение температурно-влажностного режима, при котором разность температур воздуха чердачного помещения и наружного воздуха будет не выше 4 °C, вызывает обильную конденсацию водяных паров воздуха и в результате этого переувлажнение конструкций перекрытий и протечки в нижерасположенных помещениях.
Возможным дефектом перекрытий может быть нарушение их звукоизоляции. Это происходит в результате появления усадочных трещин между элементами перекрытий, а также в местах их примыканий к стенам. Кроме того, причиной потери звукоизоляции может явиться перераспределение в процессе эксплуатации звукоизоляционных засыпок. Наиболее ощутимый путь проникания шумов — не заделанные при ремонте отверстия или пропуск места прокладки трубопроводов через перекрытия без установки гильз.
К.полам предъявляют конструктивные, эксплуатационные, санитарно-гигиенические и художественноэстетические требования.
Конструкция и материал пола помещения (рис. 90) определяются назначением помещения. В зависимости от этого одно или несколько перечисленных требований могут оказаться наиболее важными.
Полы любых помещений должны хорошо сопротивляться механическим воздействиям (истиранию, уда-
14* 811
Рнс. 90. Полы
а..в — монолитные: о —цементный илн бетонный; б — асфальтовый; в — ксилолитовый; а...е — дощатые: а —по деревянным балкам; д — с подпольем; е — по перекрытию; ж, з — паркетные по деревянному настилу; и...л — из керамических плиток: и —по грунту; к — по междуэтажному перекрытию; л — рисунок пола; /^-покрытие пола; 2 — плита перекрытия; 3 — гидроизоляция; 4— тепло- или звукоизоляция из сыпучих материалов; 5 — асфальтовое покрытие; б — подготовка под пол; 7 — цементная стяжка; 8 — ксилолитовое покрытие; 9— толь; /0 —лага; 11 — дощатое покрытие; 12 — подкладка из ДВП; 13 — толь; 14 — кирпичный столбик; 15 — бетонная подготовка; 16 — прокладка из деревянного бруска; 11 — звукоизоляция; 18 — плнта перекрытия; 19 — паркетная клепка с косой кромкой; 20 — Мастика; 21— паркетная клепка с косым фальцем; 22— асфальтовая мастика; 23— паркетная клепка с пазами; 24 — строительный картон; 25 — паркетная клепка с гребнем и пазом; 26 — дощатый настил; 27 — керамическая плитка; 28 — цементный раствор; 29 — бетонный подстилающий слой; 30 — плинтусная плитка
ру, продавливанию и др.), иметь необходимую жесткость и упругость, быть гладкими, нескользкими, не создавать шума при ходьбе по ним и быть удобными при эксплуатации.
В современном строительстве полы выполняют монолитными, из рулонных и штучных материалов. Монолитные полы могут быть из бетона (цемента), асфальта и ксилолита, а также из синтетических материалов. В конструкции пола, как правило, предусматриваются звуко-, тепло-, гидроизоляционные и другие слои.
Бетонные, цементные, мозаичные полы устраивают
212
в помещениях, где технологические процессы связаны с влажным режимом, а также интенсивными нагрузками на истирание. Такие полы выполняют из бетонов марки не ниже 200 или цементного раствора состава 1 : 2...1 :3 с добавкой красителей и мраморной крошки (для мозаичных полов). Асфальтовые и асфальтобетонные полы обладают хорошими гидроизоляционными свойствами, а при сильном уплотнении асфальтобетона могут воспринимать значительные нагрузки. Эти полы малоистираемы и сравнительно дешевы.
Материалом для ксилолитовых полов служит смесь каустического магнезита, древесных опилок и раствора хлористого магния. В верхний слой полов добавляют минеральный краситель, мелкий песок или каменную муку. Ксилолитовые полы применяют в сухих помещениях с незначительными механическими нагрузками. Они плохо сопротивляются действию кислот, масел, повышенной температуры. Монолитные полы выполняют также из мастик на основе поливинилацетатных эмульсий. Полы делают из штучных материалов, отдельных досок, паркетных клепок и паркетных досок. Плитки могут быть также из бетона, ксилолита, асфальта или синтетических материалов.
В процессе эксплуатации следует обращать внимание на состояние покрытия полов. При попадании на пол жидкостей, агрессивных по отношению к цементному раствору и бетону (кислоты, щелочи), поврежденные места быстро разрушаются и создают условия для ускоренного износа всей поверхности пола и перекрытия.
Деревянные дощатые полы, предохраняемые от поражения грибковыми заболеваниями и жучками-точильщиками, должны быть сухими с хорошо вентилируемым подпольем. Если полы сильно усохли и между досками появились щели, необходимо при очередном плановом ремонте сплотить доски, тщательно про-шпатлевать поверхность и окрасить масляной краской.
Паркетные полы требуют сравнительно постоянной температуры и влажности воздушной среды, что обеспечивается нормальной работой отопительной и вентиляционной систем. При устройстве полов по дощатому основанию с вентилируемым подпольем следует следить за состоянием вентиляционных решеток, исключая засорение их отверстий. Паркетные полы нельзя
213
мыть и сильно увлажнять. Во избежание переувлажнения их следует покрывать лаком или систематически натирать мастикой.
Паркетные полы, уложенные на битумной мастике, нельзя натирать скипидарной мастикой, так как она растворяет; битум, который при этом окрашивает пол в черный цвет.
Полы из линолеума не рекомендуется мыть горячей водой, а также применять средства, содержащие соду и другие щелочи, так как они делают линолеум ломким. Линолеумные полы следует периодически натирать воском или мастикой. При вспучивании линолеумных полов необходимо снять их, просушить линолеум и основание, затем тщательно очистить основание и уложить на нем линолеум.
Полы из синтетических материалов эксплуатируют так же, как и линолеум. Для предупреждения накапливания статического электричества, что может быть при сухом воздухе в помещении, необходимо обеспечить постоянную относительную влажность в пределах требований СНиПа путем установки увлажнителей воздуха и работой вентиляционных систем.
Некоторые синтетические материалы в процессе старения выделяют токсические вещества и поэтому их применение регламентируется органами здравоохранения.
В последнее время для полов используют материалы из твердых и сверхтвердых древесно-волокнистых плит, покрытых масляной краской, эмалью или мастикой с тисненым рисунком.
Цементные и мозаичные полы, подвергаясь механическим воздействиям, изнашинают свой верхний покровный слой, выполненный из высокопрочных цементных растворов. Поскольку нижележащие слои пола менее прочные, чем верхний, проникание влаги с примесью солей, кислот, щелочей в толщу пола приводит к ускоренному разрушению цементного камня всей конструкции пола. Поэтому при очередных ремонтах необходимо восстанавливать эксплуатационные свойства материала пола, особенно верхних слоев, подбирая состав раствора, аналогичный ранее уложенному. Поверхность ранее уложенного слоя перед укладкой нового должна быть тщательно очищена и по ней произведена насечка.
214
Асфальтовые полы при попадании на них влаги из-за нарушения сплошности покрытия могут вспучиться. Асфальтовые полы неустойчивы к воздействию бензина и керосина. Наименее водостойки ксилолитовые полы. Для повышения водостойкости их покрывают через 20...30 сут после ремонта подогретой олифой или смесью, состоящей из 30 % растительного масла и 70 % скипидара. Ксилолитовые увлажненные полы приобретают повышенную электропроводность. Повысить водостойкость ксилолитовых полов можно также путем покрытия их восковой или паркетной мастикой с последующей полировкой покрытия. Иногда их окрашивают масляной краской.
При ремонте помещений с ксилолитовыми полами нельзя допускать попадания на пол извести, известково-цементных растворов, а также растворов на шла-коцементе и гипсе, так как эти материалы, вступая в реакцию с соединениями магния, разрушают полы.
Ксилолитовые полы следует также предохранять от попадания кислот и солей, которые действуют разрушающе на эти покрытия.
§ 13. Техническая эксплуатация перегородок
В гражданских зданиях помещения отделяются друг от друга перегородками в пределах этажа. В жилых домах перегородки разделяют комнаты, квартиры, санитарные узлы, ванные комнаты и кухни. Основные требования, предъявляемые к перегородкам, — хорошие звукоизоляционные свойства, влагостойкость, огнестойкость, гвоздимость, малая масса и небольшая толщина.
Перегородки бывают гипсовые, гипсобетонные на заполнителях из шлака, опилок, из легких и ячеистых бетонов, железобетона, кирпича, пустотелых керамических камней и деревянные. В последнее время большое распространение получили прокатные перегород,-ки в виде гипсобетонных и шлакобетонных панелей '(рис. 91).
В ранее построенных домах перегородки выполняли из гипсовых или гипсобетонных плит. В помещениях с повышенной влажностью перегородки возводили из кирпича или пустотелых шлакобетонных камней.
Перегородки выполняют также из двух- или трех-
215
Рис. 91. Крупнопанельные перегородки
а — общий вид; б—примыкание межквартириых и межкомнатных перегородок к потолку и полу; в — то же, к стенам; / — панель перегородки; 2 — упругая прокладка; 3 — анкер; 4 — конопатка; 5 — хомут; 6 — дверная коробка; 7 — анкерное крепление
слойных щитов, обшитых дранкой и оштукатуренных цементно-известковым или гипсоизвестковым раствором. Деревянные перегородки таких конструкций наиболее часто встречаются в старых зданиях. Иногда в таких зданиях встречаются перегородки в виде каркаса с обшивкой с двух сторон досками и заполнением пространства между ними шлаковой засыпкой. Наружные поверхности таких перегородок также оштукатуривают по дранке.
При капитальном ремонте зданий часто применяют цементно-фибролитовые плиты для устройства перегородок (рис. 92). В некоторых типах гражданских зданий делают чистые столярные перегородки.
В процессе технической эксплуатации необходимо проводить мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту перегородок с целью сохранения эксплуатационных свойств на протяжении всего срока их службы. Звукоизоляционные свойства перегородок могут быть нарушены в период осадки здания в результате образования трещин в конструкциях перегородок или в местах их примыканий к стенам и перекрытиям.
216
Рис. 92. Конструкция перегородок из штучных материалов а — из гипсовых блоков; б — железокирпичная в ’Д кирпича; в — дощатая обшивка; г — каркасная с плитным заполнителем; 1 — штукатурка; 2 — бруски; 3— пакля; 4 — стойки из брусьев; 5 — дверная коробка; 6 — засыпка; 7 — обшивка; 8 — цементно-фибролнтовая плита; 5 —драночная планка
Трещины возникают также в местах прохода трубопроводов из-за температурных перепадов и вызванных ими деформаций. При проведении ремонтов следует расчистить образовавшиеся трещины, в случае необходимости проконопатить их и заделать. При плановых и внеочередных ремонтах тщательно заделывают все отверстия, устраиваемые для прокладки трубопроводов, электропроводки и других коммуникаций.
Запрещается устанавливать новые перегородки или перемещать существующие, поскольку при этом могут перераспределиться нагрузки на перекрытие и появиться сверхдопустимые деформации. Не разрешается устраивать проемы и делать крепления для картин, полок и других надобностей, так как при наличии скрытой электропроводки это может привести к поражению током. Такие работы следует выполнять только при наличии утвержденных проектов и с разрешения жилищно-эксплуатационной организации. Особое внимание надо обращать на соблюдение технологического назначения помещений.
При наличии в зданиях несущих перегородок не допускается пробивать в них проемы. Запрещается крепить настенное оборудование на асбестоцементных перегородках и металлических каркасах санитарно-
217
технических кабин заводского изготовления, если оно не было предусмотрено при их изготовлении.
Деревянные перегородки наиболее подвержены гниению в местах установки санитарно-технических приборов и в санитарных узлах, поэтому в этих местах надо устраивать долговечные покрытия из облицовочных материалов или окрасочных пленок.
Обнаруженные в процессе осмотра дефекты перегородок необходимо устранять при подготовке зданий к зимнему и весенне-летнему периодам эксплуатации.
§ 14. Техническая эксплуатация крыш и чердачных помещений
Конструкцию крыш разделяют на элементы ограждения и несущие части. К ограждающим элементам относятся кровля и основание под кровлю; к несущим частям — стропила, фермы, панели. Несущие части воспринимают нагрузку от ветра, массы ограждающих элементов, а также массы снега на кровле. Кроме того, конструкции кровель следует рассчитать на восприятие нагрузок от рабочих, выполняющих техническое обслуживание и ремонт кровель с инструментом и материалами для этих работ.
По конструкции крыши бывают чердачные и бес-чердачные.
Сохранность и долговечность крыш обеспечивается своевременным выполнением мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту, созданием нормального температурно-влажностного режима чердачных помещений или воздушной вентилируемой прослойки в бесчердачных крышах в процессе эксплуатации.
Несущими конструкциями в крышах жилых домов старой постройки являются в основном деревянные наслонные (рис. 93) или висячие (рис. 94) стропила. В полносборных домах несущими элементами являются железобетонные или армированные легкобетонные конструкции. Наряду с чердачными крышами (с проходными, полупроходными и непроходными чердаками) в эксплуатации иногда находятся совмещенные крыши.
В первые годы крупнопанельного домостроения применяли невентилируемые пологоскатные ‘ крыши 218
Рис. 93. Наслонные стропила с—односкатной крыши со средним прогоном; б — двускатной крыши со средним прогоном; в — двускатной крыши с двумя прогонами и подкосами; г — двускатной крыши с прогоном, расположенным асимметрично, и подкосами; б —железобетонные стропила; 1 — стропильная нога; 2 — настенный брус; 3 — прогон; 4 — стойка; 5 — подкос; б —доска; 7—* лежень; 8 — распорка; Р —стальная пластина
Рис. 94. Висячие стропила
а — с ригелем; б — с подвесноД бабкой; в—с подвесной бабкой и подкосами; г —с двумя подвесными бабками; д...и — детали деревянный стропил; 1 —наслоиная стропильная нога; 2 —ригель; 3 — затяжка; 4 —бабка; 5 — подвесное чердачное перекрытие; 6—подкос; 7 *~ прогои; 8 — распорка; 9— нОГз стропильной фермы; Ю — подклад* ка; // — болт; /2 —опорная прдбо-нна; /3 —накладка
с неорганизованным водостоком (рис. 95). Такие крыши требуют особого внимания в процессе эксплуатации. Недостаточный уклон крыши при нарушении кровельного ковра создает условия для переувлажнения утеплителя и стяжки, расположенных непосредственно под ковром кровельного покрытия. Периодическое замерзание и оттаивание этих участков вызывает избыточное давление под покрытием, достигающее
919
Рис. 95. Пологоскатная иевен-тилируемая бесчердачиая крыша с наружным неорганизованным водостоком
1 — три слоя рубероида, два слоя пергамина; 2 — цементная стяжка;
3 ** утеплитель; 4 —один слой пергамина; 5 — железобетонная плита
Рис. 96. Приемная воронка внутреннего водостока
/ — крышка воронки; 2 —прижимное кольцо; 3 — патрубок вороикн; 4 — хомут; 5 — зажимное кольцо; 6 —чаша сальника; 7 — резиновое кольцо; 8 — уплотнение стыка
200
2-106 Па, и вздутие ковра. Увлажненный утеплитель теряет свои теплотехнические свойства, что в зимний период проявляется в виде промерзаний верхних квартир на потолках.
В конструкциях полносборных, особенно совмещенных, крыш с внутренним водостоком необходимо обращать внимание на состояние водоприемных воро-нОк (рис. 96) и примыканий ковра к ним. В процессе эксплуатации следует систематически прочищать решетки приемных воронок и восстанавливать гравийную обсыпку вокруг них.
Необходимо постоянно следить за состоянием сопряжений кровельного покрытия со смежными конструкциями и элементами инженерного оборудования.
Кровельную сталь предохраняют от коррозии оцинковкой или окраской масляной или кузбасс-крас-кой. Вследствие температурных воздействий или в результате механических повреждений в стальных 220
Рис. 97. Схема льдообразования на свесах кровель / — сосулька; 2 —наледь; 5 —поступление холода; 4—талая вода; 5 — снег; 6 — подсос воды через неплотности стыковых соединений кровельных листов и картин; 7 — поступление тепла; 8 — конденсат влаги из-за больших теплопоступ-леннй в чердачное помещение
кровлях могут появиться неплотности (свищи) в швах или в местах пропуска через кровлю различных устройств. Для уплстнения неплотностей применяют суриковую замазку (2 ч. олифы, 1 ч. тертого сурика, 2 ч. тертых белил и 4 ч. мела по массе), иногда в свищи укладывают мешковину, стеклоткань или другой уплотняющий материал. В последнее время для этих целей используют мастики на эпоксидных смолах, а также выполняют соединения листов кровельной стали между собой с помощью цилиндрических лежачих фальцев, уплотненных мастикой «Элас-тосил-1106». Часто для заделки неплотностей применяют также армокровлелит, представляющий собой стеклоткань, наложенную на место повреждения покрытия, тщательно пропитанную мастикой «Кровле-лит». Стеклоткань сверху покрывают также мастикой «Кровлелит».
При эксплуатации кровель из асбестоцементных листов, черепицы и других штучных материалов с уклоном кровли более 25 % пользуются ходовыми досками и стремянками, прочно прикрепленными к несущим конструкциям. Съемные стремянки обивают снизу войлоком и мешковиной.
В результате усадочных явлений и температурных деформаций в стыках листов штучных покрытий могут образоваться щели, которые при подготовке зданий к эксплуатации в зимних условиях промазывают со стороны чердачного помещения известковым раствором с добавками волокнистых материалов.
221
В крышах чердачного типа во избежание фильтрации холодного воздуха сверху утеплителя устраивают известковую или глиняную корку и не допускают ее разрушения в процессе эксплуатации.
Значительно ускоряет износ конструкций и ухуд-щает состояние кровель процесс льдообразования на кровлях и таяния снега под действием теплоты, поступающей из нижерасположенного помещения. При значительных теплопоступлениях со стороны чердачного помещения снег тает на кровельном покрытии в пределах чердака, теплая вода, стекая вниз, замер-вает на свесах кровли, в желобах, где температура ниже нуля. Поскольку обледенение свеса ограничивает или полностью препятствует стоку талых вод, то по направлению к коньку возникает обратный поток влаги, ведущий к- капиллярному подсосу ее через стыки кровельных покрытий и протечкам сначала в чердачное помещение, а затем в расположенные ниже жилые и служебные помещения (рис. 97). Снег может таять также и в переходный период при температуре наружного воздуха выше 0°С, а также под влиянием солнечной радиации.
Исключить таяние снега в первом случае можно путем дополнительного утепления чердачного перекрытия, чтобы устранить теплопоступления в чердачное помещение. При этом необходимо принимать во внимание, что снежный покров меняет свои теплотехнические характеристики в процессе таяния. Теплопроводность снега зависит от его плотности, которая изменяется вследствие уплотнения при увлажнении и замерзании снега (рис. 98).
При таянии снега от солнечной радиации и в периоды перехода температуры через нуль снизить интенсивность льдообразования можно путем вентиляции чердачного помещения. Однако исследованиями установлено, что весной и в осенне-зимний период это не дает заметных результатов. При солнечном облучении поверхности кровельного покрытия снег начинает таять и при низкой температуре наружного воздуха (рис. 99) под действием теплоты стального листа кровли, нагретого солнцем.
Металлические кровли подвергаются также разрушающему действию пыли, которая, оседая на их Йоверхности, ускоряет коррозию металла. Для предо-
223
Рис. 98. Зависимость теплопроводности снега от объемной массы
Рис. 99. Зависимость притока воздуха в чердачное помещение от температуры наружного воздуха
1 — для кровель с уклоном до 10°; 2 — то же, о уклоном до 30”; 3 — то же, свыше 30°
хранения кровель от действия растворимых соединений, находящихся в пыли, следует периодически очищать кровли от пыли и мусора.
В процессе плановых и внеочередных осмотров и выполнения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту кровель следует устранять все дефекты и неисправности, которые могут вызвать отказ кровель.
Во время ремонтных работ необходимо восстанавливать теплозащиту чердачных перекрытий, особенно в зонах переохлаждений, часто наблюдаемых в местах сопряжения перекрытия с наружными стенами.
Во избежание переувлажнения потолков верхних этажей следует поддерживать в работоспособном состоянии пароизоляцию чердачных перекрытий. Один из способов восстановления эксплуатационных свойств пароизоляции заключается в нанесении не менее чем двукратной гидрофобной шпатлевки. Про-шпатлеванную поверхность грунтуют известковым молоком и покрывают меловым составом.
При эксплуатации зданий следят, чтобы вентиляционные отверстия чердачных помещений всегда бы
223
ли открыты для проветривания, не заливались водой и не заносились снегом.
На крышах не допускается скопление листьев, хвои. Запрещается сметать мусор с крыш в воронки водоотводящих устройств.
Наиболее уязвимые места кровель — участки пересечения крыш шахтами и трубопроводами, а также примыкания кровельных покрытий к парапетам и газоходам. Проточки могут быть следствием плохой обделки теле- и радиоантенн и их растяжек.
Мягкие кровли один раз в три года необходимо покрывать битумной мастикой или битумным лаком № 177 с добавлением 15 % алюминиевой пудры. Перед покрытием битумным лаком поверхность кровли должна быть прогрунтована тем же лаком.
На крышах, имеющих уклон менее 10 %, при капитальном ремонте следует восстановить защитный гравийный слой, а при его отсутствии — устроить вновь этот слой. Для этого в 3...5-миллиметровый слой мастики втапливается 15...20-миллиметровый слой гравия размером 3..10 мм или крупнозернистого песка. Материал защитного покрытия перед втапли-ванием в слой мастики разогревают до 90 °C.
Большая долговечность кровель достигается при ремонте кровель новыми рулонными материалами: гидростеклоизолом и армогидробутилом. Гидростек-лоизол укладывают на существующие покрытия путем расплавления нижнего мастичного слоя рулонного полотна и прикатыванием его до полного сцепления с ранее уложенной кровлей. Армо-гидробутил лучше укладывать насухо, соединяя между собой полотнища на мастике МБК; места примыканий к конструкциям крыши и элементам здания, пересекающих кровлю, уплотняют мастикой эла-стосил.
Работы по ликвидации деформаций несущих элементов выполняют по проекту, составленному проектной мастерской; при незначительных деформациях конструкции крыши могут быть восстановлены в прежнем положении без проекта под техническим руководством инженерно-технического работника ремонтно-эксплуатационной службы. Если деформации устраняет специализированная организация, то в этом случае работы должны осуществляться по проекту ор«
224
ганизации работ под руководством мастера или производителя работ.
Осмотры крыши начинают с чердачного помещения, при этом обращают внимание на состояние несущих конструкций, элементов инженерных систем, расположенных на чердаке и проходящих через кровлю. Состояние кровли проверяют сначала путем осмотра со стороны чердака, определяя места возможных протечек, а также качество окраски элементов крыши и покрытия, наличие свищей в кровле и основании под кровлю. Затем кровлю проверяют с внешней стороны. Выявляют наличие вздутий на рулонных кровлях и проверяют состояние водоотводящих устройств.
При осмотре несущих конструкций выявляют деформации отдельных элементов крыши — стропильных конструкций, ферм, железобетонных панелей, надежность крепления элементов между собой, наличие гидроизоляции между деревянными и каменными конструкциями. При обследовании крыш проверяют наличие гнили и поражения деревянных конструкций жучками-точильщиками.
При осмотре железобетонных конструкций выявляют трещины, отколотые участки бетона, оголения арматуры в несущих элементах крыши.
Ремонт, защиту и усиление несущих конструкций крыш осуществляют во время планово-предупредительных ремонтов, в случае аварийного состояния конструкций эти работы выполняют немедленно.
Зимой кровли с наружным водоотводом периодически очищают от снега и льда. Особое внимание уделяют сбросу снега и очистке наледи с настенных желобов, ендов, лотков и воронок в период оттепелей. Снег и лед сбрасывают пластмассовыми или деревянными лопатами. Места сброса снега обязательно ограждают для исключения доступа людей в опасные зоны. Не допускается сбрасывать снег на провода и зеленые насаждения.
Рабочие, сбрасывающие снег, должны быть тщательно проинструктированы и снабжены предохранительными поясами, страховочными веревками и валяной обувью.
15-370
225
Рис. 100. Лестницы
а — двухмаршевая; б — трехмаршевая; / — этажные площадки; 2 —меж* дуэтажные площадки; 3 — шахта лифта
§ 15. Техническая эксплуатация лестниц
Лестницы (рис. 100) предназначены для сообще» ния между этажами и эвакуации людей из помещений»
Лестничную клетку в большинстве случаев исполц» зуют для размещения инженерных коммуникаций] 226
отопительных магистралей, стояков внутреннего водостока, распределительных электрошкафов, электросчетчиков. В лестничной клетке зданий высотой более пяти этажей устраивают шахты лифтовых установок, мусоропроводы. Во внутренних стенах лестниц располагают вентиляционные каналы и некоторые другие инженерные коммуникации.
Мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту лестниц предусматривают предупреждение возможных дефектов: коррозию металлических косоуров, прогибов железобетонных маршей, трещин й околов в железобетонных плитах лестничных площадок и ступенях, ослабление крепления ограждений и поручней, разрушение отделочного слоя Стен и керамических плиток облицовки стен и площадок.
В процессе эксплуатации деревянных лестниц могут загнивать несущие элементы, снижаться их прочность, нарушаться крепления перил ограждения, разрушаться окрасочный слой.
Состояние элементов лестниц определяют осмотром. При значительной коррозии металлических косоуров и площадочных балок несущую их способность Проверяют пробной нагрузкой. При значительных Прогибах проверку технического состояния конструкций лестниц выполняют специализированные проектно-изыскательские организации, которые выдают соответствующее заключение и рекомендации по восстановлению эксплуатационных свойств элементов лестниц.
Осмотр лестниц рекомендуется начинать с входной площадки в дом. Поднимаясь вверх, осматривают нижние элементы вышележащих лестничных маршей н площадок.
Входы в лестничные клетки, на- чердак, в подвал, а также подступы к пожарному оборудованию и инвентарю должны быть свободными. Запрещается использовать лестничные помещения для складирования материалов, оборудования или инвентаря. Не допускается устраивать под лестничными маршами кладовые и другие подсобные помещения. Задвижки, электрощитовые и другие отключающие устройства, расположенные на лестнице, должны находиться в специальных шкафах, ключи от которых хранятся
15*
227
у диспетчера жилищно-эксплуатационнои организа-ции.
В зданиях повышенной этажности оборудуют устройства и автоматику дымоудаления, которая обеспечивает безопасную эвакуацию людей в случае пожара. Техническое обслуживание и ремонт систем дымоудаления осуществляют специализированные организации по договору с владельцами здания.
Один раз в 5 лет лестницы ремонтируют в плановом порядке, при этом выполняют работы по восстановлению эксплуатационных свойств всех элементов лестничной клетки.
Работы, обеспечивающие нормальный тепловлажностный режим лестничных клеток, следует производить ежегодно при подготовке зданий к эксплуатации в зимний пёриод. При этом обращают внимание на состояние уплотнения притворов дверных и оконных устройств, а также работу приборов для закрывания входных дверей.
Для обеспечения постоянного закрывания входов в подъезды устанавливают автоматические запирающие устройства, работа которых контролируется с пульта объединенной диспетчерской системы.
В ходе осмотра лестничных клеток следует обращать внимание на техническое состояние приборов освещения, восстанавливая их работоспособность.
§ 16. Техническая эксплуатация окон, дверей и световых фонарей
Окна предназначены для освещения помещений дневным светом и естественной вентиляции. Фонари в гражданских зданиях устраивают для освещения рабочих мест и аэрации (вентиляции) производственных помещений и рабочих мест. Однако часто фонари не обеспечивают требуемую степень освещенности и вместо, них рекомендуется устанавливать люминесцентные лампы.
Основные требования, предъявляемые к оконным устройствам и фонарям:
хорошая светопропускная способность;
теплоизоляционные свойства, обеспечивающие нормативные показатели их термического сопротивления;
228
воздухоизоляционные свойства, исключающие сверхнормативные потери за счет инфильтрации воздуха;
звукоизоляционные свойства.
Общие теплопотери через окна и балконные двери составляют в среднем 40—60 % всех теплопотерь здания, поэтому снижение их в процессе эксплуатации имеет большое экономическое значение и предупреждает обоснованные жалобы населения на низкую температуру воздуха в помещениях. В связи с этим следует обращать внимание на снижение воздухопроницаемости окон и балконных дверей. Опытом установлено, что коэффициент воздухопроницаемости окон с раздельными переплетами при отсутствии уплотнения в 3 раза больше, чем в тех же окнах, но уплотненных.
Уплотнение горизонтальных притворов способствует уменьшению на 50 % общей воздухопроницаемости окон. Снижение звукопроницаемости оконных и дверных устройств в основном достигается уплотнением притворов по всему периметру. Тщательное уплотнение оконных и балконных дверей защищает также от проникания в помещение пыли и копоти.
Двери предназначены для сообщения между помещениями. Звукоизоляционные свойства внутренних помещений в значительной степени зависят от акустических характеристик дверных заполнений. Звукоизолирующая способность дверей должна быть примерно равна звукоизоляционным характеристикам стеновых ограждающих конструкций помещений. Для этого устанавливают уплотняющие прокладки в дверных притворах, обивают дверные полотна дерматином с одной или двух сторон.
Тепло- и звукоизоляция окон, фонарей и балконных дверей в значительной мере зависит от качества остекления, для чего применяют замазки, упругие прокладки, штапики. Наиболее эффективны прокладки из пенополиуретана.
Оконные коробки закладывают в стену наглухо (рис. 101), щели между коробкой и стеной конопатят войлоком, смоченным в гипсовом растворе, а откосы оштукатуривают. Из-за усыхания оконных и дверных коробок часто между ними и стеной образуются щели. Проникание в щели воды приводит к увлажнению
229
Рис. 101. Установка оконной коробки в проеме стены
с —деревянная коробка в крупноблочной стене; б — то же, в панельной стене; в — то же, в каменной стене; / — коробка; 2 — штукатурка откоса/ 3 — подоконная доска; 4— конопатка; 5 —цементный раствор; 6 — подоконный слив из оцинкованной стали; 7 —спаренные переплеты; 8 — коробка из легкого железобетона; Р —подоконный слив из железобетона
стены и снижению ее теплотехнических свойств. В процессе технической эксплуатации необходимо восстанавливать герметизацию мест примыканий коробок окон, дверей и фонарей.
В последнее время световые проемы часто заполняют стеклоблоками и стеклопакетами, которые имеют высокие эксплуатационные свойства, прочие и долговечны при соблюдении правил их эксплуатации.
Основными дефектами оконных и дверных устройств помимо перечисленных выше являются загнивание оконных и дверных коробок, подоконных досби и переплетов, расстройство сопряжений их элементов, перекос и неплотность притворов, неисправность оконных и дверных приборов, износ уплотнений притворов, разрушение замазки стекол.
В полносборных жилых домах наиболее часто встречаются дефекты спаренных оконных и балконных устройств: промерзание филенок балконных дверей, повышенные воздухо- и влагопроницаемость, отсутствие или загрязнение отверстий для отвода наружу конденсата, образующегося в межрамном пространстве.
Выявленные при обследовании оконных и дверных устройств дефекты устраняют в процессе подготовки зданий к зимнему периоду эксплуатации или при очередных плановых ремонтах. В состав мероприятий пр техническому обслуживанию и ремонту входят окраС-230
ка оконных и дверных устройств, замена уплотняющих прокладок, повторное уплотнение мест примыканий коробок к стенам, а также подоконных досок, восстановление замазки фальцев и установка штапиков.
После окраски переплетов прочищают (в спаренных переплетах) отверстия для стока конденсата. Промерзание филенок балконных дверей устраняют прокладкой антисептированного оргалита или минеральной ваты.
В зданиях, выходящих на шумные магистрали, для повышения звукоизолирующей способности оконных заполнений рекомендуется при ремонте спаренных переплетов применять для внутреннего остекления стекло толщиной 4.„5 мм, для наружного — 1,5...2 мм.
Запрещается мыть мылом или содой переплеты цли дверные полотна, окрашенные масляной краской. Во избежание сверхнормативных теплопотерь в зимний период необходимо восстановить принудительное закрывание входных дверей, чердачных люков, а также дверей, ведущих в подвальные помещения. Для предупреждения поломок дверей и предохранения стекол устраивают остановы и металлические решетки. Стекла устанавливают во входных дверях на уплотняющей П-образной резиновой прокладке.
Контрольные вопросы
1. Какие физико-химические процессы взаимодействия материала конструкции с окружающей средой называют коррозией? Перечислите виды коррозии.
2. Чем отличаются процессы износа материала от процессов его старения?
3. Объясните, как протекают процессы коррозии металлоконструкций.
4. Чем отличается химическая коррозия от электрохимической? Какой вид коррозии называют контактной? Приведите примеры щелевой коррозии.
5. Какой вид коррозии имеет место при эксплуатации подземных металлоконструкций?
6. Перечислите виды коррозии бетонных и железобетонных конструкций.
7. Объясните, как протекает физическая коррозия бетонных и железобетонных конструкций.
8. Назовите виды химической коррозии бетонных и железобетонных конструкций.
9. Назовите наиболее часто встречающиеся в эксплуатации зданий примеры химической коррозии бетонных и железобетонных конструкций.
231
10 Перечислите известные Вам неорганические н органические кислоты, которые вызывают химическую коррозию бетонных н железобетонных конструкций.
11. Объясните особенности коррозии конструкции из природных каменных материалов.
12. Какие факторы вызывают коррозию конструкции из силикатного кирпича?
13. Назовите причины, вызывающие коррозию конструкций из глиняного кирпича и керамических изделий.
14. Как определить интенсивность коррозии металлоконструкций в лабораторных условиях?
15. Объясните методику определения коррозионной стойкости каменных и бетонных конструкций.
16. Назовите виды коррозии полимерных и битумных материалов.
17. Перечислите причины, вызывающие коррозию деревянных конструкций.
18. Как определить зараженность древесины конструкций грибком в лабораторных условиях?
19. Объясните методы защиты от коррозии металлоконструкций. В чем заключается принцип защитного действия лакокрасочных н металлических покрытий металлоконструкций?
20. Объясните принцип действия электрохимической защиты подземных металлоконструкций.
21. Перечислите методы защиты от коррозии каменных и бетонных конструкций.
22. Назовите методы защиты конструкций из полимерных и битумных материалов.
23. Объясните методы защиты деревянных конструкций.
24. Расскажите об особенностях эксплуатации территорий домовладений.
25. Объясните основные требования к эксплуатации подвальных помещений и фундаментов зданий.
26. Перечислите методы усиления оснований и фундаментов.
27. Объясните особенности эксплуатации фундаментов и подвальных помещений полносборных зданий.
28. Перечислите основные требования по эксплуатации каменных и деревянных стен зданий.
29. Расскажите об особенностях эксплуатации стен полносборных зданий.
30. Перечислите причины, вызывающие протечки через стыки панелей полносборных зданий и методы нх устранении.
31. Объясните методы защиты стен от промерзания и образования конденсата.
32. В каких случаях устанавливают маяки? Расскажите о порядке наблюдения за маяками.
33. Расскажите о мероприятиях по эксплуатации фасадов зданий и их элементов.
34. Перечислите основные неисправности перекрытий. Назови-ет признаки их появления и методы определения неисправностей перекрытий.
35. Расскажите об основных требованиях к эксплуатации полов в зависимости от материала покрытия.
36. Объясните особенности эксплуатации перекрытий полносборных зданий.
232
37. Расскажите об особенностях эксплуатации перегородок в зависимости от материала их конструкции.
38. Перечислите причины, вызывающие преждевременный износ перегородок. Объясните методы предупреждения их износа.
39. Расскажите об основных требованиях к эксплуатации кровель в зависимости от материала их покрытия.
40. Объясните влияние температурно-влажностного режима чердачных помещений на износ кровель и расскажите о методах обеспечения нормативного температурно-влажностного режима.
41. Расскажите об основных требованиях к эксплуатации лестниц зданий.
42. Объясните мероприятия по эксплуатации окон, дверей и световых фонарей зданий.
43. Что такое коэффициент естественной освещенности и как его определяют?
Глава III. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИИ
§17. Техническая эксплуатация систем внутреннего водопровода
Совокупность инженерных устройств, обеспечивающих подачу воды из наружного водопровода здания к водоразборным приборам с требуемым напором, называют системой внутридомового водоснабжения здания. По назначению различают хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные системы водоснабжения.
В зависимости от способа создания напора у водоразборных устройств системы водоснабжения классифицируются на несколько видов.
Система водоснабжения, действующая под напором в наружном водопроводе (рис. 102). Если в наружном водопроводе гарантийный напор недостаточен в часы наибольшего водоразбора, а в другие часы суток напор выше требуемого для здания, применяют системы водоснабжения с водонапорным баком без повысительной насосной установки (рис. 103) .^В случае, когда режим водопотребления равномерный, а напор в наружной сети постоянно или периодически ниже требуемого, в здании оборудуют систему водоснабжения с повысительной насосной установкой без водонапорного бака (рис, 104). В практике эксплуата-
233
Рис. 102. Система водоснабжения, действующая под напором в наружном водопроводе (сеть тупиковая с нижней разводкой, стрелкой показано направление уклона)
/ — ввод; 2 —поливочный кран; 3 — распределительные трубопроводы; 4 — вентили на поэтажной разводке; 5 — магистральный трубопровод; 6 — водомерный узел
Рис. 103. Система водоснабжения с водонапорным баком (сеть тупиковая со смешанной разводкой, стрелкой показано направление уклона)
1 — ввод; 2 — распределительные трубопроводы; 3 —верхняя магистраль; 4 — водонапорный бак; 5 — подающий трубопровод; 6 — подводка; 7 — нижняя магистраль; 8 — обратный клапан; 9 — водомерный
узел
ции зданий, когда гарантийный напор в наружной водопроводной сети недостаточен для нормального функционирования внутреннего водопровода при неравномерном водопотреблении в течение суток, для обеспечения нормативных напоров у водоразборных устройств в здании устраивают системы с водонапорным баком и повысительной насосной установкой "(рис. 105).
В многоэтажаных зданиях применяют зонные системы водоснабжения, при этом в нижнюю зону подается вода непосредственно из наружного водопровода (при достаточном гарантийном напоре), а для верхних зон устраивают повысительные установки.
Водопроводный ввод в здание, как правило, выполняют из чугунных труб. Водопровод внутри здания подключают к внешнему врезкой с помощью «седелки». Способ врезки непосредственно в водопровод без «седелки» более сложен, так как требует перекрытия городской водопроводной сети и прекращения подачи воды в эксплуатируемые здания на период врезки. Использование «седелки» (рис. 106) дает возможность подключаться к наружному водопроводу без 234
Рис. 104. Система водоснабже-яия с повысительной насосной установкой без водонапорного бака
/ — обратный клапан; 2 — насосная
установка
Рис. 105. Система водоснабжения с водонапорным баком и повы-сительиой насосной установкой
/ — водонапорный бак; 2 — шаровой кран; 3 — обратный клапан; 4 — на» сосная установка; 5 — спускннк; 6 — ввод
прекращения подачи воды абонентам. Для размещу ния отключающих устройств в месте присоединен## строят кирпичный или бетонный колодец. Во избежание замерзания водопроводный ввод заглубляют на отметку ниже глубины промерзания грунта на 10...20 см.
Из-за неравномерной осадки грунта возможны расстройство раструбных соединений чугунных трубопроводов, нарушение сварных соединений стальных труб, перелом чугунных трубопроводов под действие^ изгибающих усилий, возникающих в грунте. Одной иЭ причин разрушения вводов, особенно из стальных плохо изолированных труб, является почвенная коррозий и коррозия, вызываемая блуждающими токами.
К мероприятиям технической эксплуатации вводов, предупреждающим преждевременный выход из строя трубопроводов, относятся: устройство защитных сооружений против электрохимической коррозии и коррозии, вызываемой блуждающими токами; своевременный ремонт асфальтовых дворовых покрытий и организация водоотвода, исключающая переувлажнений и просадку грунтов, а также замена трубопроводов, нормативный срок службы которых истек. При этой
238
Рис. 106. Приспособление для врезки в действующую водопроводную магистраль
а —типы седелок: / — с резьбой; 2 —с фланцем; 3 — с раструбом; б — схема врезки: / — седелка; 2 — хомут; 3 — магистральный трубопровод;
4 — прокладка из листовой резины; 5—пробочный кран; 6 — сверлильное приспособление
Рис. 107. Устранение свищей на чугунных трубопроводах с помощью надвижных муфт а — трубопровод, поврежденный в середине пролета; б — раструб трубопровода; / — поврежденный участок; 2 —надвижные муфты; 3 — заделка раструба
Рис. 108. Заделка свищей в а сваркой; б — резьбовой
стальных трубопроводах
пробкой; / — стенка трубы; 2—накладка нз стали; 3— сварка; 4 — пробка
следует иметь в виду, что все наружные водопроводные сети до наружной грани стены здания находятся нд балансе водопроводно-канализационных организаций и ремонтируются за их счет.
При обнаружении повреждений в межремонтные сроки неисправности стыковых соединений устраняют зачеканкой чугунных раструбков или накладкой новых швов электросваркой на соединениях стальных труб.
Поврежденные трубы заменяют целиком или участками с помощью надвижных муфт (рис. 107). Свищи в стальных трубопроводах устраняют приваркой металлических пластинок, установкой «седелок» на резиновых прокладках или резьбовой пробки (рис. 108).
136
Рис. 109. Водомерный узел 7 —задвижка; 2 — водомер; 3 — контрольный кран; 4— тройник; 5 —за" движка; 6 — сосуд
Для контроля за расходованием воды устанавливают водомер (рис. 109). Резкое увеличение расхода воды против установленных норм водопотребления свидетельствует о неисправностях оборудования, утечках воды или нерациональном ее использовании. В последнее время для контроля за рациональным недопотреблением применяют автоматизированные устройства с дистанционной передачей данных на диспетчерский пульт о наличии больших расходов водопотребления в зданиях в ночное время, что указывает на наличие утечек воды в контролируемом доме. Полученные данные являются основанием для внеочередных работ по наладке сантехнического оборудования с целью исключения утечек.
Как указывалось ранее, при сильных колебаниях напоров в городской сети для подачи воды на верхние этажи зданий устанавливают насосные станции. Требуемое число насосов и их производительность определяют расчетом, предусматривая также установку резервных насосов. Включаться в работу насосы должны автоматически при понижении напоров в городской сети, а также при отказе одного из работающих насосов. Для звукоизоляции работающие насосы изолируют от строительных конструкций путем установки их на амортизирующие прокладки. С этой же целью система подающих и всасывающих трубопроводов соединяется с насосами через вибровставки, представляющие собой прорезиненные напорные трубы соответствующего диаметра, длиной не менее 1 м.
237
Трубы, проходящие через капитальные стены здания, заключают в стальные гильзы с заполнением пространства между стенками трубы и гильзы звукоизолирующим и герметизирующим материалом. Для нормальной работы гильзы и контроля за состоянием уплотнения верх и низ гильзы выводят за плоскость стены или перекрытия на 0,5...1 см в обе стороны. Стены и другие строительные конструкции насосных помещений защищают от распространения звука путем установки по деревянным рейкам рулонной прессованной шлаковаты с последующей отделкой стен и потолков листовым облицовочным материалом.
Внутреннюю разводку систем водоснабжения монтируют из оцинкованных труб. Не допускается применять стальные неоцинкованные трубы, так как они быстро корродируют. Для увеличения сопротивляемости коррозии стыков стальных оцинкованных трубопроводов их соединяют электросваркой в среде диоксида углерода. Иногда для разводящих сетей внутреннего водопровода применяют винипластовые и полиэтиленовые трубы. Винипластовые трубы соединяют с помощью раструбов и муфт на клею, а полиэтиленовые — методом контактной сварки. Обладая рядом положительных свойств (коррозионной стойкостью, морозостойкостью и гладкостью внутренних поверхностей), полиэтиленовые и винипластовые трубы имеют ряд недостатков: высокую хрупкость и значительный коэффициент линейного температурного расширения. Эти недостатки сдерживают широкое применение указанных труб для систем водоснабжения зданий. Кроме того, винипластовые трубы не разрешается применять для питьевого водопровода.
Два раза в год в период подготовки зданий к весенне-летнему и зимнему периоду эксплуатации производят наладку элементов систем внутреннего водопровода, при этом разводящие сети водопроводной системы испытывают давлением, превышающим рабочее на 2 • 105 Па, но не более 6 • 105 Па.
Испытания проводят в такой последовательности: сначала заполняют все трубопроводы водой, удалив из системы воздух через неплотности пробок, установленных вместо водоразборной арматуры у бачков на верхнем этаже. Во время наполнения трубопроводов уплотняют сальники, подтягивают крепления армату-238
йы и стыковочных узлов трубопроводов, соединенных да муфтах. После этого гидропрессом создают в системе рабочее давление, устраняют обнаруженные дефекты, увеличивают давление до испытательного д в течение 10 мин проверяют плотность системы. Падение установленного давления выше допустимого
105 Па) свидетельствует о наличии утечек в сис-^ёме, которые должны быть немедленно устранены. При очередной наладке систем внутреннего водопровода заменяют прокладки всех водоразборных крайов :и смесителей, а также регулируют напоры перед ар* Шатурой в соответствии с нормативными, м:
Кран у раковины 2
Туалетный кран умывальника 2
Смеситель умывальника 2
Смеситель ванны................. , . , , , 3
Поплавковый клапан смывиого бачка . > • . , 3
Неисправности, выявленные в процессе эксплуатации внутридомовых систем в межремонтный период, необходимо устранять в сроки, установленные «Правилами и нормами технической эксплуатации жилищного фонда» (М.: Стройиздат, 1974. — 259 с.), а при авариях — немедленно.
При неплотностях в резьбовых соединениях трубопроводов заменяют уплотняющий материал стыковых соединений, предварительно смочив этот материал в суриковой жидкой мастике. В последнее время для уплотнения стыков трубопроводов и арматуры применяют синтетический уплотняющий материал — ленту ФУМ. При нарушении резьбы муфты ее заменяют новой.
Небольшие по длине трещины и свищи в трубе в период между очередными плановыми ремонтами устраняют постановкой хомутов и накладок, при этом все металлические части вновь установленного трубопровода и накладок окрашивают.
Значительно поврежденные участки труб заменяют полностью новыми трубами (рис. НО).
Износ уплотнительной прокладки под клапаном, плохая набивка сальника или сработанность нижних витков шпинделя крана могут явиться причиной значительных утечек воды из водопроводных кранов.
239
Рис. ПО. Устранение свищей на участке стального трубопровода а — последовательность удаления поврежденного участка трубопровода; б—нарезка резьбы на концах оставшегося трубопровода; е —вставка;
отремонтированный трубопровод; / — контргайка; 2 — муфта
Чтобы ликвидировать такие утечки, заменяют прокладки, набивают сальники и накладывают под стержень золотника одно или несколько колец из медной проволоки (при этом кран будет плотно закрываться при более высоком положении шпинделя).
Причиной утечки воды из кранов смесителей и водоразборных кранов является неплотность между прокладкой и седлом корпуса крана из-за каверн в седле. Такой дефект устраняют установкой втулки из полиэтилена на седло крана (рис. 111). В этом случае втулка должна иметь расчетный диаметр для достижения необходимого (нормативного) напора воды на изливе крана. Снижения нерациональных расходов воды достигают установкой прокладок клапана крана сферической формы. Сферические прокладки лучше закрывают седло крана в случае наличия в нем каверн (рис. 112), а также обеспечивают более плавный расход воды.
Наличие обильного конденсата на водопроводных трубах свидетельствует о недостаточной вентиляции помещений, где они проложены. Причиной конденсата может быть также плохая теплоизоляция располо-240
Рис. 111. Восстановление плотности поврежденного седла водоразборного крана
а—седло водоразборного крана с повреждениями; б — установка втулки из пищевой резины на поврежденное седло; 1 — раковины (повреждения) в седле водоразборного крана; 2 — утечки воды из-за неплотностей прилегания прокладки золотника крана к седлу; 3 — прокладка золотника; 4 — золотник (шток крана условно не показан); 5—втулка из пищевого полиэтилена (диаметр втулки калибруется для регулирования напоров воды по стояку)
Рис. 112. Полусферическая прокладка золотника
/ — золотник (шток водоразборного крана условно не показан); 2 — полусферическая прокладка золотника; 3 — повреждение седла крана
женных рядом трубопроводов горячего водоснабжения. Если после усиления вентиляции и улучшения теплоизоляции рядом расположенных горячеводных труб конденсат на поверхности труб водопровода продолжает выделяться, трубы следует тщательно протереть, обмотать слоем толя, укрепив его проволокой, и затем по спирали обмотать лентой из войлока, которую закрепить проволокой, уложить поверх стеклоткань на мастике (например, бустилате).
Зимой из-за плохо выполненных утеплительных работ могут иметь место случаи замерзания внутреннего водопровода или трубопроводов на вводах. Замерзшие трубопроводы отогревают кипятком или электрическим током напряжением не более 6 В и силой тока 50...300 А, соблюдая меры безопасности производства работ. Отогрев начинают с пониженных уча
16—370 241
стков трубопровода, предварительно утеплив те конструкции и. места помещений, которые вызвали замерзание трубопровода.
Часто в водопроводных системах возникают шумы, свидетельствующие о нарушении нормального режима работы и вызывающие жалобы населения. Наиболее распространенный источник шумов — вибрация неплотно закрепленных золотников водоразборных кранов, которая передается по трубопроводам в соседние помещения и этажи. Для устранения этого дефекта надо закрепить все детали, установить эластичные и достаточной толщины прокладки.
При очередных наладочных работах следует обращать внимание на качество регулировки запорной арматуры и водоразборных кранов, гарантирующей не только плотность перекрытия поступления и утечек воды, но и предупреждение возникновения шумов. Часто причиной шумов является образование заусенцев в стыках трубопроводов, местные сужения сечения труб вследствие отслаивания слоя оцинковки или скопления продуктов коррозии и других отложений. Чтобы устранить такие дефекты, следует продуть сжатым воздухом трубопроводы, отсоединив их от сети. Если после этого дефекты не устраняются, трубопровод заменяют.
Если скорость воды в трубопроводе превышает 3 м/с, то может возникнуть утечка ее через краны и смывные бачки, что также создает шумы.
Снижение излишнего напора перед водоразборной арматурой достигается установкой калиброванных диафрагм, втулок и регулировочной арматуры. При жалобах на шум от работающих повысительных насосов необходимо проверить качество звукоизоляции в соответствии с ранее изложенными требованиями.
Источником шумов может быть воздух, выходящий из системы через краны и смесители с одновременным выбросом с сильными хлопками воды. В систему воздух проникает при перерывах в подаче воды и падении напоров в городской сети.
Местные сужения трубопроводов, являющиеся причиной снижения напоров, а также шумов, происходят также из-за отложения на стенках труб растворенных в воде солей кальция, магния, железа и взвешенных частиц. Чтобы устранить зарастание трубопроводов,
242
надо промыть водопроводные сети водой, подаваемой С повышенной скоростью. При значительных отложениях применяют гидропневматический способ прочистки, при котором сжатый воздух от компрессора, поступая в трубопровод, наполненный водой, расширяется и разбивается на отдельные воздушные пробки. При этом создаются значительные скорости воды с барботированием, разрушающие отложения в трубах (рекомендуемая скорость воды 2,5...3 м/с, давление воздуха 7-Ю5 Па; расход воздуха на 1 м3 воды 5.,.6 м3).
При очистке трубопроводов малых диаметров применяют химический способ, заключающийся в наполнении опорожненного от воды участка трубопровода 20 %-ным раствором ингибированной соляной кислоты и выдерживании его в таком состоянии в течение 15 ч. После слива кислоты трубопровод промывают и проверяют качество промывки химическим анализом.
Действие кислоты на бетонные лотки канализационных колодцев нейтрализуют известью, помещаемой в колодцы в деревянных ящиках размером 50х50х ХбО см. Иногда трубопроводы очищают стальными ершами или скребковыми очистителями.
§ 18. Техническая эксплуатация систем канализации
Инженерные сооружения и устройства, предназначенные для приема сточных вод, транспортирования их к очистным сооружениям, очистки, утилизации полезных веществ, содержащихся в осадке, и сброса очищенных вод, называют системой канализации.
Система внутридомовой канализации состоит из сети трубопроводов, приемников сточных вод и устройств для осмотра и прочистки трубопроводов. Для предотвращения проникания зловонных, горючих и взрывоопасных газов из канализации в помещения все приемники сточных вод (раковины, умывальники, ванны, унитазы, писсуары, трапы и др ) подключают к сети через гидравлические затворы. С этой же целью каждый канализационный стояк выводят выше крыши на 0,7 м. Диаметр вытяжных труб (рис. 113) должен быть больше диаметра трубы стояка на 50 мм.
16*
243
Рис. 113. Система внутридомовой канализации Пр — прочистка; Тр — трап; Л —ревизия
В зданиях повышенной этажности для вентиляции канализационной системы устанавливают специальные вентиляционные стояки (двухтрубная система) (рис. 114).
Во вновь построенных зданиях, особенно высотных, в первые годы эксплуатации в результате осадочных деформаций здания (а в старых — вследствие износа) наиболее распространенными причинами нарушения нормальной работы канализационных систем являются расстройства стыковых соединений, повреждение
244
«та
VW*
IQWl]
ищш
«1М
9)
'|Лг‘4(
wi OZmX WR вдуп «ffll
!>
.3
I jt
5
5
Рис. 114. Схема вентиляционных устройств канализационных систем
а — вытяжная труба на каналнзациоином стояке; б *• то же, для группы Стояков; в — вентиляция при групповой установке унитазов; г — система с перемычками; д — двухтрубная система канализации с перепусками; 1 — вытяжка; 2 — вентиляционный трубопровод; 3 — перемычка; 4— перепуск;
5 —сточный стояк; К. ст.—к стояку; — диаметр вентиляционного tpy-бопровода; —диаметр канализационного трубопровода; Z —уклон трубопровода; Пр — прочистка
трубопроводов, нарушение работы сифонов и вытяжных вентиляционных труб.
Появление в раструбах или стыках труб течи в период движения по трубопроводу сточных вод свидетельствует о неплотности стыка. В этих случаях раструбный стык после очистки от ржавчины и окалины конопатят промасленной паклей из льняного волокна с последующей зачеканкой асбестоцементной пастой (70 % цемента, 30 % асбеста по массе). Сварной стык полиэтиленовых трубопроводов восстанавливают введением разогретого до 250...300 °C паяльника в зазор между раструбом и стенкой трубы в месте течи. После плавления и сваривания материала паяльник удаляют, а свариваемые элементы выдерживают в прижатом состоянии 2...3 мин.
246
Пробоины и трещины в трубах устраняют так же, как и в водопроводных сетях. Не рекомендуется применять резьбовые (деревянные) пробки, так как их выступы внутри водопровода будут способствовать созданию засоров.
Неприятный запах в помещениях свидетельствует о нарушении нормальной работы вентиляционного стояка, неплотностях в стыковых соединениях, неисправности сифонов. Причиной нарушения вентиляции могут быть засоры, образование ледяных пробок, отсутствие флюгарок на верхнем конце трубопровода, а также опрокидывание тяги в вентиляционном стояке. Эти дефекты устраняют способами, применяемыми при наладке систем приточно-вытяжной вентиляции.
При быстром течении сточных вод могут быть срывы водяных затворов в сифонах, являющиеся также причиной проникания запахов в помещение. Предупреждение срывов водяных затворов достигается поддержанием постоянного уровня воды в сифонах 50... 70 мм. Одна из причин высоких скоростей сточных вод — местные сужения сечения трубопровода из-за засоров, поэтому при очередных плановых работах по наладке систем трубопроводы, и особенно сифоны и подводки к приборам, необходимо прочищать и восстанавливать плотность их соединений.
Засоры трубопроводов могут образоваться при попадании твердых крупных предметов, контруклонах и в случае укладки трубопроводов с предельно допустимыми уклонами при недостаточном количестве слива сточных вод. Засоры выпусков устраняют промывкой струей воды под давлением.
Иногда причиной засора оказываются переломы труб дворовой канализации из-за местной просадки неуплотненного грунта в основаниях трубопровода. Для выявления перелома в одном из колодцев проверяемого участка ставят зажженный фонарь, а на противоположном конце участка в колодце устанавливают зеркало. Если в зеркале отражается полный круг сечения трубопровода, перелома трубы нет. Отсутствие отражения свидетельствует об изломе труб, место которого может быть установлено протаскиванием проволоки. При осмотре канализационных колодцев проверяют состояние лотков. Поломанные, шероховатые
246
Рис. 115, Устранение засоров канализационных трубопроводов (стрелками показано направление движения проволоки при прочистке трубопровода)
а — при засоре в стояке: б — при засоре сифона или отводной трубы; 1 — проволока; 2 — выпуск воды нз сифона
лотки могут оказаться причиной засоров канализации.
Засоры в канализации часто образуются при попадании в сифоны и подводки к приборам песка, мыла, волокон от тряпок, крупных предметов. Иногда такие засоры удается ликвидировать путем прокачки воды резиновым поршнем (вантузом). Если таким способом засор не ликвидируется, его устраняет прочисткой проволокой или разбирают участок трубопровода, где имеется засор, и прочищают его стальными «ершами» (рис. 115).
Частые засоры на горизонтальных участках в одном и том же месте свидетельствуют о недостаточных уклонах трубопроводов, которые должны быть не менее:
247
Диаметр трубы, мм
50 100 125 150 200
Уклон
0,025 0,012 0,01
0,007 0,005
При техническом обслуживании и ремонте систем канализации детали, отслужившие нормативный срок службы, заменяют, если по своему техническому состоянию они не могут обеспечивать безотказное функционирование системы до очередного планового ремонта. Два раза в год при подготовке зданий к эксплуатации в весенне-летний и зимний периоды проверяют исправность соединений трубопроводов, надежность их крепления и уклоны. По окончании наладочных работ проверяют эффективность выполненных мероприятий по всем элементам системы и приборам, а также работу вентиляционных устройств и сифонов.
Трубопроводы, замоноличенные в санитарно-технических блоках и кирпичных стенах, подвергают в течение 10 мин гидравлическому испытанию давлением 0,3-105 Па, при этом падение давления не допускается.
Неисправности, выявленные в процессе эксплуатации в межремонтные сроки, устраняют рабочие комплексных бригад и аварийные службы.
§ 19. Техническая эксплуатация систем отопления
Тепловой комфорт в помещениях зданий создается системами отопления, компенсирующими тепловые потери через ограждающие конструкции и подогревающими воздух помещений, поступающий через неплотности оконных и дверных устройств.
К системам центрального отопления относится комплекс инженерных устройств, обеспечивающих отопление всех помещений здания или группы зданий от одного источника отопления.
К местным системам отопления относится печное, газовое и электрическое отопление.
Циркуляция в системах водяного отопления с естественным побуждением происходит под действием циркуляционного напора, создаваемого разностью объ-
248
Рис. 116. Схема водяного отопления с естественной циркуляцией
1 — нагревательный прибор; 2 — трубопровод горячей воды; 3—котел; h — разность высот отопительного прибора и котла (по центрам)
емных масс охлажденной и нагретой воды в трубопроводе. Циркуляционный напор будет тем выше, чем больше разность плотностей воды и чем больше расстояние от центра источника теплоты до центра нагревательного прибора (рис. 116). Циркуляционное давление определяют по формуле
# = MVo — Vr), (80)
где h — расстояние от центра котла до центра нагревательного прибора, м; у0 — объемная масса охлажденной воды в обратном трубопроводе, кг/м3; уг— то же, горячей воды в подающем трубопроводе, кг/м3.
Циркуляция воды, происходящая в результате разности объемных масс, называется гравитационной (массовой).
Для предупреждения разрыва трубопровода от увеличения объема воды при нагревании и повышения напоров против нормативных, а также для удаления воздуха в высшей точке отопительной системы устанавливают расширительный сосуд.
Гравитационные системы бывают одно- и двухтрубные. В двухтрубной системе отопления во все нагревательные приборы поступает теплоноситель с одинаковой температурой. В однотрубной системе (рис. 117) температура воды, поступающей в нижележащий отопительный прибор, более низкая, чем в вышерасположенном. Если однотрубные системы имеют замыкающие участки, то частичное или полное отключение вышележащих приборов приводит к повышению теплоотдачи нижележащих. И наоборот, установ-
249
Рис, 117. Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией
1 — разводящий трубопровод; 2 — главный стояк; 3 — котел
ка дополнительных обогревательных приборов в вышележащих этажах снижает теплоотдачу приборов в нижерасположенных помещениях. Схемы отопления С искусственной циркуляцией, как и гравитационные системы, бывают одно- и двухтрубные, с верхней и нижней разводкой. В качестве побудителя циркуляции используют насосы (рис. 118).
Число и мощность циркуляционных насосов определяют расчетом. Для надежной работы насосной установки ставят дополнительные насосы, включающиеся в работу автоматически при выходе из строя основных насосов.
В случае прекращения подачи электроэнергии и останова насосов отопительная система может работать как гравитационная, для чего открывают задвижку на обратной линии, плотно закрытую в период работы насосов.
В эксплуатации более удобны системы отопления с нижней разводкой: теряется меньше теплоты через подающую магистраль, проще обслуживание подающих трубопроводов, так как они располагаются в нижних технических этажах или подвалах.
В последнее время в полносборном домостроении широко применяет однотрубные системы отопления с нижней разводкой, в которых вода последовательно проходит через все приборы. Поступление теплой
250
Рис, 118. Схема двух-трубной системы отопления с нижней разводкой, попутным движением воды и насосным побуждением (стрелками показана направление движения воды)
/ — насосная установка; 2 — '«(вводная линия; 3 — за-шШжка; 4 — расширительный бак; 5 — воздушная ЙаТистраль; в — воздухосборник; 7 — воздушная пе-И»я; S —вентиль; 9 — отопи-тельный прибор
воды в отопительные приборы регулируется трехходовыми кранами, В верхних этажах в повышенных точках системы для выпуска воздуха устанавливают автоматические воздухоудалители. На каждом стояке ставят пробочные краны для регулирования подачи в них воды. Кроме описанной схемы отопления применяют также схему однотрубной системы с нижней разводкой со смещенными нагревательными приборами по отношению к оси окон, в результате чего подводки к отопительным приборам имеют одинаковую длину. В монтаже и эксплуатации эта система прогрессивна — возможность взаимозаменяемости элементов трубопроводов этих систем исключает необходимость тщательных обмеров для заказа централизованных заготовок при капитальном ремонте систем со сменой трубопроводов.
В практике эксплуатации встречаются и другие системы: горизонтально-однотрубные, с «опрокинутой» циркуляцией и пр. Широкое распространение в полносборных домах имеет панельно-лучистое отопление. Помещения с центральными отопительными системами, в которых в качестве отопительных приборов применены регистры, замоноличенные в бетонные панели, обогреваются теплотой, излучаемой гладки
951
ми поверхностями панелей, совмещенных с конструкциями перегородок, потолка и пола.
Преимущества центрального панельно-лучистого отопления — индустриальность изготовления и монтажа систем отопления, экономия площади помещений, сравнительная простота очистки наружных поверхностей панелей, повышенная комфортность помещений, так как температура отопительных панелей сравнительно ниже, чем у стальных и чугунных нагревательных приборов, и теплоотдающие поверхности обогреваются равномерно. К недостаткам панельно-лучистого отопления относятся сложность ремонта, трудность в определении неисправностей, неудобства при размещении мебели в комнатах, а также разная долговечность элементов панели: долговечность бетона 120 лет и более, срок службы трубопроводов, замоно-личенных в панелях, не более 30 лет. После износа за-моноличенного трубопровода восстановить или заменить его практически невозможно, потребуется устройство отопления с открытой разводкой трубопровода и установкой отопительных приборов в новых местах.
Иногда в жилых домах, общежитиях, гостиницах, школах и других учебных заведениях, в лечебных учреждениях й некоторых общественных зданиях устраивают системы воздушного отопления, которые в зависимости от способа получения теплоносителя подразделяются на местные и централизованные, с подогревом воздуха от одного источника теплоты (рис. 119).
Наибольшее распространение получили централизованные системы воздушного отопления, совмещенные с вентиляцией. Воздушные системы имеют ряд преимуществ по сравнению с водяными, но трудность равномерного обогрева помещений, особенно жилых, возникновение потоков воздуха, нарушающих комфортность помещений, сухость воздуха при неотрегулированной системе увлажнения и т. д. сдерживают широкое распространение воздушных систем отопления.
К системам местного отопления относится (рис. 120) газовое, применяемое в одно- и двухэтажных домах. Часто газовое отопление устраивают путем установки в отопительных кирпичных печах газовых горелок. Поскольку при сгорании газа выделяется значительное 252
Рис. 120. Схема местной системы отопления (стрелками показано направление уклона) 1 — емкостный водонагреватель; 2 — трубопровод; 3 — подводка к ванне; 4 — подающий трубопровод; 5 — предохранительный клапан; 6 — воздухосборник; 7 — переливная труба; 8 — радиаторы; 9 — обратный клапан; 10 — вентиль для спуска воды; II — вентиль на водопроводе; 12 — стояк холодной воды; i-уклон трубопровода
Рис. 119. Система воздушного отопления (стрелками показано движение воздуха)
1— приточная шахта; 2 — вентиляционная решетка; 3 — вытяжной канал; 4 — насадка для подачи воздуха; 5 — приточный канал;
6 — регулировочный клапан; 7 — магистральный канал; 8 — выпуск в канализацию; 9 — увлажнитель; 10 — центробежный вентилятор; 11 — калориферы; 12 — фильтр;
13 — обводной канал
количество водяного пара и диоксида углерода, газо-вые печи и другие приборы, работающие на газовом топливе, необходимо подключать к специальным каналам для отвода продуктов сгорания. Для предотвращения возможных случайных засоров каналов и опрокидывания тяги все газовые приборы оборудуют универсальной автоматикой безопасности, отключающей подачу газа при отсутствии тяги в отводящих каналах.
В некоторых домах старой постройки используют печи с дровяным или угольным отоплением.
Наиболее важное требование эксплуатации отопительных печей — их пожарная безопасность. Кирпичная прослойка (разделка) в 1,5 кирпича между плоскостью печи, соприкасающейся с продуктами сгорания, и деревянными элементами, предупреждает возгорание деревянных конструкций.
Места контакта деревянных элементов с поверхностью печи рекомендуется изолировать теплоизоляционными материалами. Эффективным теплоизолирующим материалом является листовой асбест, который
253
применяют для дополнительной изоляции возгораемых конструкций, примыкающих к отопительным печам. Наружные плоскости печей и дымоходов должны быть окрашены в белый цвет. Потемнение поверхностей печей и дымоходов свидетельствует о неплотностях в конструкциях печи в месте потемнения, которые следует немедленно устранить.
Нормальное обеспечение зданий теплотой возможно только при соблюдении правил технической эксплуатации отопительных систем, которые предусматривают выполнение целого ряда мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту их элементов.
При очередных плановых ремонтах заменяют неисправные элементы, приборы и арматуру с истекшим сроком службы, если они не могут обеспечить безотказную работу отопительных систем до очередного планового ремонта. Плановые ремонты производят в сроки, предупреждающие преждевременный износ отопительных систем, рассчитываемые по методике, изложенной в § 5. Кроме того, ежегодно при подготовке домов к отопительному сезону производят наладку и регулировку систем отопления, устраняют дефекты, выявленные за прошедший период в нагревательных приборах, запорно-регулировочной арматуре и трубопроводах.
После наладочных работ и ремонта систему промывают до тех пор, пока из нее не начнет выходить чистая вода.
Систему заполняют водой под давлением городского водопровода, при этом запорная арматура и воздушные краны у воздухосборников должны быть открыты. Системы отопления с верхней разводкой наполняют через обратную магистраль, одно- и двухтрубные системы с нижней разводкой — одновременно через обратную и подающую магистрали.
Системы отопления после ремонта и наладки испытывают гидравлическим давлением, превышающим рабочее на 1-105 Па, но не менее 3-105 Па в самой нижней точке системы.
Для систем, подключенных к тепловым сетям ТЭЦ, испытательное давление назначают по согласованию с представителем службы теплосети и обычно принимают (6...7)-105 Па. Если в течение 5 мин испытаний под гидравлическим давлением оно будет падать не
254
более чем на 0,2-105 Па, система допускается к эксплуатации в зимний период.
Для создания нормального теплового эффекта и равномерного обогрева всех помещений систему регулируют при температуре теплоносителя 60...70 °C. Для определения эффективности работы систем отопления измеряют температуру воздуха в помещении на расстоянии 1 м от наружной стены, 1,5 м от пола и на поверхности нагревательных приборов. Отклонение измеренной температуры воздуха от нормативной не должно превышать Н-2—1 в жилых и +2 °C в производственных помещениях.
Температуру поверхности нагревательного прибора определяют термощупом как полусумму температур на горячей и обратной подводках трубопровода к прибору. Она должна соответствовать расчетной по формуле
'ср = Сп(^₽1 Мз) + 6п (81)
где /сг>— средняя температура на поверхности прибора, °C; Qn — количество теплоты, которое должен отдать нагревательный прибор, Вт; k — коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, Вт/(м2-К) (принимают по таблицам: для плинтусных конвекторов А = 5,6...5,8, для радиаторов М-140 /г = 8,5...10,0 ит. д.); F— площадь отопительного прибора, м2; ₽i — поправочный коэффициент ((31 = 0,95 при пяти секциях в приборе, Pi = l при шести — десяти секциях, Р! = 1,05 при числе секций от 11 до 20 и Pi =1,1 при числе секций более 20); f>2— коэффициент, учитывающий остывание воды в трубах (принимается по таблицам 02= 1,03...1,05); Рз — коэффициент, учитывающий характер установки прибора (принимается по таблицам р3= 1,02...1,25); tt— температура воздуха в помещении, °C.
Дефекты, выявленные в течение отопительного сезона, устраняют аварийно-диспетчерские службы или обслуживающий персонал эксплуатационной организации. В процессе эксплуатации отопительных систем из-за плохого уплотнения соединений трубопроводов, дефектов фасонных частей или слишком глубокой нарезки резьбы могут появиться течи, которые устраняют заменой уплотняющего материала при отключенных участках отопительной системы или заменой непригодных фасонных частей новыми. Неплотности в сварном соединении устраняют дополнительной проваркой. При образовании свищей в трубах как временная мера может быть допущена накладка стальных хомутов с эластичными плотными прокладками.
Часто причиной нарушения нормального отопления
255
являются контруклоны трубопроводов, образующиеся из-за недостаточно надежного крепления их и вследствие механических повреждений. Этот дефект ликвидируют либо устранением контруклонов, либо установкой в верхней точке участка трубы воздухосборников для периодического выпуска накапливающегося воздуха.
Непрогрев или заметный недогрев может происходить из-за засоров, для ликвидации которых требуется прочистка отопительного прибора. Иногда причиной засора может оказаться смятие конца чрезмерно длинной трубы с резьбой на конце, который при монтаже перекрывает сечение трубопровода в месте соединений основного стояка и подводок к прибору. Засор может возникнуть вследствие неровностей внутри трубы, образующихся в результате сварки трубопроводов, а также вследствие больших сопротивлений проходу теплой воды чрезмерно длинной резьбой, завернутой в тройник.
При эксплуатации систем водяного отопления необходимо иметь в виду, что частые смены в них воды способствуют прониканию внутрь системы воздуха и увеличению в связи с этим коррозии труб.
В процессе эксплуатации систем воздушного отопления необходимо следить за работой вентиляторов, калориферов и увлажнителей. Безотказной работе воздушных систем способствует периодический выпуск воздуха из верхних точек обвязок калориферов, устранение течей, очистка калориферов, периодическая очистка фильтров воздухозаборных устройств, обеспечение нормального равномерного распределения влаги увлажнителем.
Источниками теплоносителя центрального отопления могут быть ТЭЦ, районные, квартальные или местные котельные. Эксплуатируют ТЭЦ, районные и квартальные котельные специализированные предприятия. Технической эксплуатацией мелких котельных, работающих на угле или газе, а также тепловых пунктов, расположенных в зданиях, занимается эксплуатационный персонал владельцев зданий.
Для гидравлического испытания котлов местных котельных применяют воду с температурой не ниже 5 °C. Котел считается выдержавшим испытание, если в течение 5 мин под давлением 1,25 рабочего, но не
256
менее 6- 10s Па, в нем не будет деформаций, а также слезок и потений в сварных швах и стенках. На каждый котел должна быть составлена техническая документация: рабочие чертежи или схемы, акт гидравлического испытания, паспорта на оборудование котельной.
В помещениях котельных двери должны запираться на замок, с наружной стороны двери должна иметься табличка с надписью, запрещающей вход в котельную посторрнним лицам. Двери в служебные, бытовые и другие помещения должны открываться внутрь котельной.
Котельные имеют естественное или искусственное освещение. Электрические лампы обязательно должны устанавливаться не ниже 2,5 м от уровня пола. Для осмотра топочного пространства и других участков дымоходов и обмуровки котла необходимо иметь переносной аккумуляторный фонарь типа «летучая мышь».
Арматуру и контрольно-измерительные приборы устанавливают так, чтобы они были доступны для наблюдения и обслуживания во время работы котлов. В котельных с водогрейными котлами на трубопроводе горячей воды между котлом и запорным устройством, на общей магистрали обратной воды, на линии питания котла или подпитки сети, на всасывающей и нагнетательной линиях циркуляционных насосов устанавливают манометры. На циферблате манометра наносят красную черту по делению, соответствующему наивысшему допустимому рабочему давлению. Манометры проверяют и пломбируют не реже одного раза в год. Не допускается пользоваться манометром без клейма о проверке, а также с неисправными или разбитыми стеклами.
Термометры устанавливают на каждом водогрейном котле на подающем и обратном трубопроводах между котлом и запорным устройством. При наличии в котельной двух и более котлов термометры устанавливают также на общих магистралях горячей и обратной воды. Котлы оборудуют предохранительным клапаном с минимальным диаметром 40 мм, отрегулированным на давление, превышающее рабочее не более чем на 0,2-105 Па.
При использовании газа в качестве топлива для водогрейных котлов принимают соответствующие меры
17-370 257
безопасности от воспламенения газа или его взрыва. Концентрация газа от 3...6 до 12...16 % в воздухе взрывоопасна, в связи с чем помещения газифицированных котельных оборудуют искусственной и естественной вентиляцией.
К обслуживанию котлов газифицированных котельных допускаются только лица (операторы), прошедшие специальную подготовку и получившие специальное удостоверение.
Расконсервацию и пуск котельной после летнего периода производят в присутствии представителя организации, эксплуатирующей газовое хозяйство города. Пуск котельной выполняют в определенной последовательности. Сначала включают приточно-вытяжную вентиляцию и проверяют ее работу. Газоанализатором проверяют отсутствие газа в помещении и за 15 мин до розжига открывают шиберы на дымоходах, проверяют тягу, величину которой устанавливают по уровню разжижения, соответствующему 20...40 Па, Шиберы неработающих котлов после проветривания топок и дымоходов перекрывают. Положения открытого и закрытого состояния шиберов фиксируют масляной краской у переднего фронта котлов против соответствующего индикаторного указателя противовеса шибера.
Для пуска котла зажигают запальник и через смотровое отверстие подводят его к газовой горелке, затем плавно открывают кран или вентиль перед горелкой. Если газ не загорелся или погас запальник, перекрывают кран у запальника и горелки, вентилируют топки, дымоходы и повторяют пуск. Для останова котлов с инжекционными горелками прекращают подачу воздуха к горелке, завернув шайбу, и закрывают кран у горелки. Затем закрывают задвижку на спуске к котлу, кран у манометра, открывают кран свечи и закрывают кран на вводе.
Котельные, работающие на газовом топливе, оборудуют автоматикой газовой безопасности, которую регулируют специализированные организации. О неисправностях автоматики, а также аварийных остановах котлов дежурный персонал котельной должен немедленно сообщить аварийно-диспетчерской службе газового хозяйства и руководству организации, эксплуатирующей котельную.
258
Растопку котлов после ремонта и расконсервации производят с разрешения инженерно-технического работника, ответственного за эксплуатацию котельной установки. Результаты систематических проверок состояния оборудования котельных, которые должен выполнять ответственный за эксплуатацию газового оборудования и безопасную работу газовых котельных, записывают в специальном журнале.
Центральные системы отопления подключают к тепловым сетям через тепловой пункт. Существуют три наиболее распространенные схемы подключения (рис. 121): без подмешивания, с элеватором, с подогревателем.
Эксплуатация систем отопления, подсоединенных к тепловым сетям, должна осуществляться в соответствии с требованиями служб, эксплуатирующих эти сети. Отключение систем, а также пуск теплоты производятся с ведома служб теплосети. О всех авариях й нарушениях нормального режима отопления немедленно сообщают в аварийно-диспетчерские службы предприятий теплосети.
Инженерно-технические работники, ответственные за эксплуатацию котельных, должны периодически сдавать экзамены по специальным программам. Машинисты (операторы) котлов аттестуются ежегодно.
Ответственные за эксплуатацию котельных обязаны контролировать своевременность производства Планово-предупредительного ремонта котельных установок и выполнения мероприятий по их техническому обслуживанию, проверку исправности арматуры
17*
259
Рис. 122. Схема канальной вытяжной системы вентиляции (стрелками показано направление движения удаляемого воздуха)
] — вытяжная шахта; 2 —сборные вентиляционные короба; 5—жалюзийные решетки; Л в —разность высот между верхней отметкой вытяжной шахты и центром приемной решетки верхнего этажа; hi—то же, для первого этажа
и контрольно-измерительны^ приборов, осуществлять надзор за выполнением операторами своих обязанностей, правил, инструкций по эксплуатации котлов, ежесменно проверять манометры и водоуказательную арматуру, а ежесуточно — предохранительные клапаны и питательные приборы.
§ 20. Техническая эксплуатация систем вентиляции
Комфортные условия, благотворно влияющие на организм людей, создаются при температуре воздуха 18...20 °C, относительной влажности 40...60 % и скорости движения воздуха не более 0,2 м/с. Указанные условия поддерживаются работой систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха помещений.
Вентиляцией называется обеспечение такой воздушной среды помещений, которая создает условия для нормального пребывания в них людей и соответствует технологическим процессам, протекающим в этих помещениях.
В канальной вытяжной системе вентиляции без организованного притока воздуха (рис. 122) загрязненный воздух удаляется из помещений через каналы, а поступает в помещение через неплотности ограждающих конструкций, оконные фрамуги и форточки.
В канальной приточно-вытяжной системе вентиляции наружный воздух поступает через воздухоприемную камеру, где калорифером подогревается до требуемой температуры и подается по каналам через приточные отверстия в помещения (рис. 123). Загрязненный воздух удаляется по вытяжным вертикальным каналам в сборные каналы и далее через шахту в атмосферу.
260
Рис. 124. Схема аэрации помещения (стрелками показано направление движения воздуха)
Рис. 123. Схема канальной приточно-вытяжиой вентиляции (стрелками показано движение воздуха)
/—заборный канал; 2 — камера для нагрева воздуха; 3, 7 — жалюзийные решетки; 4— вытяжные каналы; 5, 6 — магистральные (сборные) каналы;
8 — приточные каналы
Часто помещения вентилируют через открывающиеся фрамуги в окнах, форточках, фрамуги в световых фонарях, используя при этом тепловое давление и давление, создаваемое ветром (рис. 124). Такой способ вентиляции называется аэрацией. Аэрация широко применяется для вентиляции помещений с большим избытком теплоты.
Вентиляционные каналы располагают в толще стен, устраивают их приставными, подвесными или в бороздах стен. Во избежание конденсации водяных паров на внутренней поверхности стены не рекомендуется устраивать вентиляционные каналы в наружных стенах зданий. Для регулирования количества воздуха, перемещаемого в каналах, в вентиляционные отверстия в помещениях устанавливают решетки.
Для улавливания вредных выделений непосредственно из мест их образования устраивают местные отсосы (вытяжные шкафы, бортовые отсосы, укрытия), при этом устанавливают их так, чтобы не создавать помех технологическим процессам, протекающим в помещении.
В помещениях с одновременным пребыванием большого количества людей (в театрах, читальных залах и ДР-) применяют кондиционирование воздуха, авто
261
матически создающее в помещениях такие параметры воздушной среды (температуру, влажность и подвижность воздуха), сочетание которых отвечает комфортным условиям. В некоторых случаях кондиционирование воздуха вызывается технологическими требованиями (в музеях, картинных галереях, книгохранилищах).
Для усиления вентиляции путей эвакуации и уда-ленйя дыма в случае пожара высотные дома оборудуют системами автоматического дымоудаления с механическим способом побуждения тяги. Датчик, установленный на наиболее ответственных путях эвакуации, реагируя на изменения в окружающей среде, появление дыма или пламени, повышение температуры, преобразует их воздействие в электрические сигналы определенной силы и длительности, которые передаются по проводам к соответствующему реле автоматического включения систем дымоудаления.
Исправная работа систем вентиляции достигается выполнением комплекса мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту их элементов. При местном регулировании систем вентиляции устанавливают жалюзийные решетки из расчета нормативного воздухообмена, объем которого определяют путем измерения скорости удаляемого воздуха у отверстия решетки с помощью анемометра.
Центральная регулировка заключается в том, что во время сильных морозов, когда естественная тягА достигает наибольших величин, прикрывают шиберы или дроссели-клапаны в приточных и вытяжных шахтах, достигая нормативного объема воздухоудаления.
Как правило, регулировочно-наладочные работы, а также плановые ремонты выполняют специализированные службы по договорам с владельцами зданий.
Неисправности, появившиеся в процессе эксплуатации, устраняют аварийно-диспетчерские службы, а также обслуживающий персонал эксплуатационной организации.
Наиболее частые причины нарушения нормальной работы приточно-вытяжной вентиляции с естественной тягой: поломка чердачных коробов и шахт, неплотности в них. Помимо ухудшения работы вентиляции этй дефекты создают условия для усиленного конденсирования влаги в чердачных помещениях, что вызывает
262
протечки в нижернеположенные помещения и коррозию металлических конструкций крыш. Неплотности в коробах и шахтах определяют с помощью листа бумаги, разрезанного на тонкие полоски. Отклонение полосок бумаги свидетельствует о наличии неплотности В том месте, к которому поднялся разрезанный лист бумаги. Засоры и обледенения в каналах и вентиляционных коробах ухудшают эффект тяги и не обеспечивают нормативную кратность воздухообмена. Этот дефект устраняют прочисткой каналов и вентиляционных коробов. В случае промерзания во избежание образования конденсата на внутренних поверхностях каналов их утепляют. Материал и толщину утеплителя назначают по расчету.
Шум от работы вентиляторов в механических вентиляционных системах может быть следствием отсутствия гибких брезентовых или резиновых вставок между вентилятором и воздуховодами, вибрации клапанов и задвижек, отсутствия гильз при проходе воздуховодов через стены и перекрытия, вибрации вентиляционных агрегатов. Все эти дефекты устраняют во время проведения плановых ремонтов и в процессе регулировочно-наладочных работ.
§ 21. Техническая эксплуатация систем горячего водоснабжения
Системы горячего водоснабжения подразделяются на централизованные и местные. Централизованные системы горячего водоснабжения предусматривают нагрев воды в одном месте с последующей ее транспортировкой по сети трубопроводов ко всем точкам водоразбора. Если вода нагревается на месте ее потребления, такая система водоснабжения называется местной.
Системы горячего водоснабжения должны монтироваться из оцинкованных труб на резьбовых соединениях. Соединять оцинкованные трубы допускается полуавтоматической дуговой сваркой в среде диоксида углерода.
При местном горячем водоснабжении воду нагревают в газовых водонагревателях или колонках, работающих на твердом топливе. В последнее время для этих целей применяют скоростные электроводоподо-греватели.
263
Безотказному функционированию систем горячего водоснабжения способствует исправная работа установок противокоррозионной обработки воды. Повышение температуры воды от 70 до 80 °C увеличивает коррозию трубопроводов на 30...40 %, а также способствует ускоренному образованию накипи. В связи с этим следует контролировать исправную работу автоматики, ограничивающую температуру нагрева воды не выше 60 °C.
Образование накипи в латунных трубках скоростных бойлеров можно предупредить магнитной обработкой нагреваемой воды. Для предупреждения внутренней коррозии трубопроводов осуществляют стабилизацию и деаэрацию воды. Для стабилизации воды используют доломитовые (магномассовые) фильтры. Этот метод основан на связывании свободного диоксида углерода, находящегося в воде, создании пассивирующих покрытий на стенках труб, а также увеличении pH воды, снижающего ее активность.
Для нормальной работы фильтров ежегодно при подготовке систем к эксплуатации в зимних условиях заменяют доломит, а в процессе эксплуатации периодически промывают фильтр в течение 0,5...1 ч водой, движущейся со скоростью 3 м/с.
Деаэрация воды обеспечивает удаление кислорода и снижение за счет этого коррозионной активности. Обескислороживание горячей воды можно производить, пропуская ее через установки со сталестружечными фильтрами. Вода, поступающая после сталестружечного фильтра в фильтр с мраморной крошкой, отдает растворенный диоксид углерода, который, вступая в реакцию с мраморной крошкой, образует растворимый бикарбонат кальция, уносимый водой и повышающий ее пассивность. Стружки в фильтре необходимо менять 2...3 раза в год. Водоподготовка может осуществляться централизованно на водопроводных станциях, при этом отпадает необходимость обрабатывать воду на месте потребления.
Неисправности систем горячего водоснабжения, выявленные в процессе эксплуатации, устраняют аварийно-диспетчерские службы или обслуживающий персонал эксплуатирующей организации.
Наиболее часто наблюдаются следующие неисправности. При засорах нижней части стояков температу
264
ра воды у водоразборных кранов отклоняется от нормативных значений. Для устранения этого дефекта прочищают стояк. Этот же дефект может иметь место вследствие плохой регулировки системы с тупиковой разводкой. Чтобы не было большой разности температуры воды у водозаборных точек, регулируют расходы воды по стоякам с помощью установки калиброванных шайб (шайбирование).
Температура воды в отдельных стояках может понизиться при засоре циркуляционной линии, а также в случае нарушения теплоизоляции горячей магистрали. При отсутствии водоподготовки трубопроводы И элемента водоподогревателей могут интенсивно корродировать. Вышедшие из строя участки трубопроводов и водоподогревателей заменяют новыми, предварительно наладив нормальную химводоочистку подогреваемой воды. Коррозия может происходить также, если элементы системы выполнены из стальных не-оцинкованных труб или из оцинкованных труб на сварке.
Утечка воды происходит, как правило, через неплотности резьбовых соединений, плохо отрегулированные краны и смесители, поврежденные участки трубопроводов.
В ходе плановых ремонтов, а также при подготовке систем к эксплуатации в зимний период необходимо обращать внимание на выполнение мероприятий, предупреждающих повторное появление имевшихся ранее дефектов.
Системы трубопроводов проверяют после ремонтных работ гидравлическим испытанием наивысшим рабочим давлением плюс 2- 10s Па, но не менее 3-105 Па и не более 6-105 Па в течение 5 мин. Падение давления не должно превышать 0,1 • 105 Па.
§ 22. Техническая эксплуатация систем ' газоснабжения
Системами газоснабжения называются инженерные устройства для транспортирования газа к месту сжигания, а также приборы и оборудование, с помощью которого газ используется как топливо. Сжигается газ в газогорелочных устройствах, конструкция которых зависит от назначения газового прибора (печь,
265
газовая плита, водонагреватель, горелки инфракрасного излучения и т. п.).
Продукты сгорания удаляются вентиляцией с помощью специально устраиваемых газоходов. Нормальным считается воздухообмен, равный 60 м3/ч для двухконфорочной, 75 м3/ч— для трехконфорочной н96м3/ч — для четырехконфорочной плиты. Улучшение вентиляции кухонных помещений достигается открыванием форточек, в результате чего загазованность воздуха продуктами сгорания может быть уменьшена на 70 %. Согласно санитарно-гигиеническим требованиям объемы кухонных помещений должны иметь следующие минимальные значения: 8 м3 при установке двухконфорочной, 12 м3 — трехконфорочной и 16 м3 — четырехконфорочной плиты.
Техническую эксплуатацию систем газоснабжения осуществляют специализированные газовые службы, которые регулярно через определенные сроки производят наладку, регулировку и плановые ремонты оборудования и газовых сетей. План-график этих работ согласуют с организацией, эксплуатирующей здание.
Владельцы зданий обязаны иметь следующую техническую документацию на газопроводы и газовое оборудование, установленное в помещениях:
ситуационный план домовладений со схемой газовых разводок и отключающих устройств (подробные планы этих коммуникаций хранятся в специализированных газовых службах);
списки газовых приборов с указанием помещений, где они установлены, числа и типов установок;
акты о состоянии газоходов (возобновляются ежегодно) ;
акты о капитальном ремонте систем газоснабжения, если он производился.
Важнейшее условие безотказной и безопасной эксплуатации систем газоснабжения — нормальная работа вентиляции и газоходов.
Дымоходы, как правило, устраивают во внутренних стенах. Если по каким-либо причинам необходимо устроить дымоходы в наружных стенах, то их утепляют, чтобы исключить образование конденсата на внутренних поверхностях канала. Проверочный расчет дымохода на отсутствие конденсата выполняют следующим образом.
266
Определяют коэффициент теплопередачи стеной дымохода:
£ = [1/ав + SiAi + 62А2 + ••• + 6n/An + 1/ао]—li (82)
определяют тепловой поток;
= (83)
находят температуру на внутренней поверхности ды-мохода:
iF = tz — 9“о» (84>
где k — коэффициент теплопередачи стенок дымохода, Вт/(м2-К)1 а„ — коэффициент тепловосприятия внутренней стенки дымохода, Вт/(м2-К) (принимается равным 4,6...8,1 Вт/(м2-К); 6Я, Ап— тол* щина, м, и коэффициент теплопроводности, Вт/(м2-К), слоев материала, составляющих стенку дымохода (штукатурный наружный слой, кирпичная кладка, штукатурный внутренний слой — затирка), а также утеплительного слоя; а0 — коэффициент тепла, отдачи наружной поверхности канала (в пределах чердака 7 Вт/(м2-К), выше крыши 23 Вт/(м2-К).
По таблицам значений максимальной упругости водяного пара находят точку росы отходящих газов. Если при этом температура поверхности дымохода выше точки росы, конденсата не будет, и дымоход можно эксплуатировать. В противном случае необходимо дополнительное утепление.
Для каждого прибора должен быть устроен обособленный дымоход. Подключают приборы к дымоходу соединительными трубами из кровельной стали, вертикальный участок которых должен быть не менее 0,5 м. В основании дымохода устраивают карман-углубление ниже патрубка на 250...500 мм (рис. 125), в нижней части его устанавливают съемную заглушку для очистки от мусора и других твердых частиц, оседающих из канала во время эксплуатации. Нормальная тяга дымоходов достигается притоком в помещение, где установлен газовый прибор, необходимого количества воздуха, для чего в дверном полотне этих помещений внизу имеется щель, площадь живого сечения которой следует принимать не менее 0,02 м2.
Основными причинами, нарушающими нормальную тягу дымоходов в процессе эксплуатации, являются:
завалы дымоходов строительным мусором, раство» ром, кирпичом от обрушения оголовков труб;
закупорки снежными или ледяными пробками
86?
Рис. 125. Схема подключения газового прибора к дымоходу / — патрубок из кровельной стали; 2 —гофр; 3 — соединительная труба; 4 — крышка кармана
Рис. 126. Приспособление для осмотра вентиляционных (дымовых) каналов
/ — источник электропитания; 2 — провод; .3 — кольцо из изоленты;
4 — приспособление; 5 —электролампочка; 6 — засор; 7 — канал;
8 — отражатель (зеркало)
вследствие охлаждения стенок оголовка при сильных морозах;
местные сужения дымохода, допущенные при ремонте газохода;
расположение оголовка дымовой трубы в зоне ветрового подпора;
неплотность дымохода.
Наиболее эффективный метод предупреждения несчастных случаев при пользовании газовыми приборами — установка универсальной газовой автоматики безопасности, отключающей подачу газа при отсутствии тяги в дымоходах.
При подготовке зданий к эксплуатации в зимних условиях, а также при плановых ремонтах следует проверять и устранять все выявленные неисправности в дымоходах. Для проверки дымохода после ремонта в него сначала опускают ерш из тонкой стальной проволоки с грузом не более 4 кг, ерш должен хорошо очищать поверхность всех стенок канала. Затем проверяют проходимость канала, для чего в дымоход опускают груз шарообразной формы диаметром 100... ...НО мм и массой не более 2 кг. Груз должен доходить 268
до-основания дымохода. Если в процессе опускания груза обнаруживают неустранимые местные сужения, Иригодность канала проверяют по количеству воздуха, удаляемого каналом, для чего используют крыльчатый анемометр. Этим прибором замеряют скорость воздуха во входном отверстии канала, а затем рассчитывают количество удаляемого воздуха по формуле
L = v/3600, (85)
где L — количество воздуха, поступающего в газоход, м3/ч; v — скорость воздуха, м/с; f — площадь входного отверстия дымохода, м2.
Дымоход обеспечивает безопасную работу подключенных к нему приборов, если через него удаляется не менее 25 м3/ч воздуха от водогрейной колонки и не менее 40 м3/ч от отопительной печи мало- и среднегабаритных размеров и четырехсекционного котла ВНИИСТО.
На плотность и обособленность дымоход проверяют два человека: один остается в помещении, где находится газовый прибор, дымоход которого проверяют, а второй поднимается на крышу, имея при себе контрольный груз на веревке, заглушку для закрывания каналов и план дымоходов с проверочной ведомостью. Рабочий, находящийся на крыше, опускает груз в дымоход и ждет сигнала — подергивания веревки — от рабочего, находящегося в помещении. Подергивание веревки означает, что груз прошел до нижней отметки канала. После поднятия рабочим, находящимся на крыше, веревки с грузом, оставшийся в помещении поджигает какой-либо дымящий материал. При появлении дыма из канала рабочий, находящийся на крыше, плотно закрывает канал заглушкой. Если после этого в соседних дымоходах или вентиляционных каналах появился дым, следовательно, в канале имеются неплотности. При обходе помещений, прилегающих к помещению, из которого выходит проверяемый дымоход, устанавливают место неплотности и устраняют его. Затем проверку повторяют.
Аналогичны описанным выше способам проверки газоходов и приемы проверки вентиляции, исправность которой — необходимое условие безопасной и эффективной эксплуатации систем газоснабжения. Запрещается проверять тягу вентиляционных каналов с по
269
мощью огня. Тягу определяют анемометром или по степени отклонения полосок бумаги, поднесенной к входному отверстию канала.
Внутренние плоскости канала, осматривают через устройство (рис. 126) типа стереотрубы. Устройство состоит из коленообразной картонной или стальной трубы, в которой установлено под углом 45° выпуклое обзорное зеркало (применяемое в городском транспорте). Освещая внутреннюю полость канала лампой большой светосилы (через понижающий трансформатор выходным напряжением 12 В) и одновременно медленно поворачивая трубу вокруг оси то в одну, то в другую сторону, осматривают канал. Таким образом сравнительно точно определяют место и характер завалов и местных сужений каналов.
Инженерно-технические работники эксплуатационных организаций, ответственные за эксплуатацию газового оборудования зданий, обязаны систематически проверять помещения с целью контроля их на загазованность, о чем делается соответствующая отметка в специальном журнале.
Трубопроводы и газовые приборы должны быть свободны для осмотра, а ключи от помещений, где проходят газопроводы или установлены их приборы, находиться у диспетчера.
Наиболее тщательно следует осматривать системы газоснабжения в полносборных домах повышенной этажности, где из-за значительных осадочных деформаций (прямо пропорциональных высоте здания) наиболее вероятно расстройство стыков газопроводов. В связи с этим необходимо обращать внимание на состояние гильз в проходах трубопроводов через перекрытия и стены, благодаря которым возможны свободные, независимые от строительных конструкций линейные перемещения труб, вызываемые осадочными и температурными деформациями конструкций и трубопроводов.
При обнаружении утечек газа необходимо интенсивно проверить помещение и немедленно вызвать аварийную службу газового предприятия. Запрещается курить и пользоваться электроприборами.
Дымоходы проверяют и прочищают в сроки, установленные «Правилами безопасности в газовом хозяйстве» (М.: Недра, 1980. — 167 с.):
270
дымоходы от газовых водонагревателей кирпичные — через каждые 3 мес, из асбестоцементных труб — один раз в год;
дымоходы отопительных печей — один раз в год перед отопительным сезоном.
, Зимой один раз в месяц обслуживающий персонал эксплуатационной организации, ответственный за эксплуатацию газового хозяйства, обязан осмотреть оголовки дымоходов и результаты записать в специальный журнал. При неисправных газоходах пользование газовыми приборами немедленно прекращают. Неисправности в системах газоснабжения устраняют аварийно-диспетчерские службы газового хозяйства, а в дымоходах и вентиляционных каналах — ремонтно-эксплуатационные службы владельцев зданий.
§ 23. Техническая эксплуатация мусоропроводов
Многоэтажные здания высотой 6 этажей и выше оборудуют мусоропроводами (рис. 127) для спуска мусора по трубам в мусороприемную камеру, установленную в первом, цокольном или полуподвальном этаже.
В процессе выполнения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту мусоропровода восстанавливают герметичность приемных клапанов, подтягивают крепления всех деталей. Во избежание коррозии металлические части мусоропровода окрашивают эмалевой краской. Неплотности клапана и мусоропровода определяют путем перемещения свечи по периметру клапана или стыка трубопровода: отклонение пламени свечи в сторону клапана или канала мусоропровода свидетельствует о наличии неплотности. Эффективность работы дефлектора (устанавливают для увеличения тяги) проверяют задымлением ствола. Нормальная тяга при закрытых клапанах мусоропровода свидетельствует о достаточном разрежении в канале, создаваемом дефлектором.
Для нормальной работы мусоропровода необходимо выполнять ряд требований. Загрузочные клапаны Следует промывать не реже одного раза в неделю, не допуская попадания воды в ствол. Профилактическую очистку от грязи ствола, бункера, приемных клапанов производить не реже одного раза в месяц щетками,
271
Рис. 127. Мусоропровод
а — общий вид; б —соединеиие звеньев канала мусоропровода; в —крепление приемного клапана к стволу; / — стальной бункер-мусоросборник;
2 —опорная рама; 3 — ствол (канал) мусоропровода; 4 — приемный клапан С резиновым Руплотиеннем; 5-стык труб канала; 6-вытяжная труба;
7 —дефлектор для усилеиня вентиляции канала мусоропровода 8 — асбестоцементная труба; 9 — уплотнение стыка упругим материалом, 10^-каркас приемного устройства на резиновой прокладке, 11 стяжной болт
272
увлажненными мыльно-содовым раствором (100 г соды и 25 г мыла на ведро воды). Переносные мусоросборные контейнеры ежедневно промывать внутри И снаружи струей воды из водопровода с применением щеток. Также ежедневно следует очищать от мусора и промывать мусоросборные камеры.
Для удаления контейнеров с мусором мусоропри-емные камеры оборудуют электроталями и другими погрузочно-разгрузочными механизмами. Конструкция механизмов зависит от расположения мусорока-мер и определяется проектной организацией при составлении проекта на строительство и ремонт здания.
В случае появления насекомых и грызунов в камерах, стволах мусоропровода и загрузочных клапанах следует вызвать службу санитарно-эпидемиологической станции для дезинфекционных и дератизационных работ.
При заселении дома все квартиросъемщики должны быть ознакомлены с правилами пользования мусоропроводом, запрещающими удалять через мусоропровод крупные предметы, сливать жидкие пищевые Отходы, сбрасывать горящие или тлеющие предметы, устранять своими силами засоры мусоропровода и ремонтировать клапаны.
§ 24. Техническая эксплуатация лифтов
Лифт — это подъемное устройство циклического действия, предназначенное для вертикального транспорта людей и грузов в зданиях различного назначения.
Лифты, предназначенные для перевозки людей в жилых и гражданских зданиях, называют пассажирскими. Если грузоподъемность и габариты кабины лифтов допускают перевозку оборудования, мебели, 'Предметов домашнего обихода, то такие лифты называются грузопассажирскими.
В лечебных учреждениях устраивают специальные больничные лифты, предназначенные для перевозки больных на специальной тележке (носилках).
Перевозка грузов в нежилых зданиях производится грузовыми лифтами. Кроме того, применяются специальные лифты (для перевозки грузов небольшой
W—37O 273
массы, тротуарные, выжимные и др.). При оборудовании лифтов в старых зданиях используют каркасноподвесные шахты.
В процессе эксплуатации лифтовых установок в обязанности организации — владельца лифта входит надлежащее содержание машинного помещения и шахты. Машинное помещение должно быть сухим, оборудовано освещением, вентиляцией и отоплением, размеры помещения должны быть достаточно большими для безопасного обслуживания расположенных в нем механизмов, оборудования и приборов.
В машинном помещении не разрешается хранить или ставить предметы и оборудование, не относящиеся к эксплуатации лифтов. Двери машинного помещения запирают на замок.
Шахты лифтовых подъемников должны иметь сплошное несгораемое ограждение. Если ограждение выполнено из сеток, то отверстия в них должны быт^> не более 20 мм. Не допускается захламлять приямкц шахт, вход в приямки оборудуют запирающейся дверью.
Не разрешается пользоваться лифтом при неис» правных ограждениях (разорванных сетках, поломке металлических листов обивки и т. п.). Эксплуатируй ющие организации должны периодически осматривать и устранять обнаруженные неисправности огражде-ний шахт.
Пассажирские, грузопассажирские, грузовые и специальные подъемники эксплуатируют в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов» (М.: Недра, 1971. — 96 с.), «Правилами устройства электроустановок» (М.: Энергоиздат, 1985.— 640 с.).
Вновь смонтированный лифт, а также лифт после реконструкции и капитального ремонта допускают к эксплуатации только с разрешения инспекции Госгортехнадзора после регистрации, технического освидетельствования и испытания. В дальнейшем техническое освидетельствование лифтовых установок производят ежегодно через 12 мес. Целью технического освидетельствования лифтов является определение соответствия монтажа и его технического состояния «Правилам устройства и безопасной эксплуатации лифтов» (М.: Недра, 1971. — 96 с.) и утвержденной 274
проектной документации, представляемой при регистрации лифтов. При освидетельствовании осуществляют статические и динамические испытания лифтовых установок.
Статическое испытание производят нагрузкой, равней двойной грузоподъемности лифта, в течение I® мии при нижнем положении кабины. Задачей такого испытания является проверка прочности канале, кабины лифта, отсутствия проскальзывания канатов и прочности механизмов.
При динамическом испытании проверяют действие механизмов тормоза, ловителей и буферов при рабочей скорости. Испытания производят нагрузкой, превышающей грузоподъемность установки на 10 %.
На каждый лифт, допущенный к эксплуатации, должны иметься технический паспорт и следующие документы:
полная техническая характеристика лифта;
установочные чертежи;
принципиальная схема, включая цепи сигнализации, диспетчеризации;
сведения о месте установки и владельце лифта;
сведения о лицах, ответственных за техническое состояние и безопасную эксплуатацию лифта;
текущие записи о всех ремонтах, замене узлов и механизмов;
записи о периодических освидетельствованиях лифта.
В жилых домах может быть рекомендован следующий порядок работы лифтов. В зданиях до семи этажей включительно лифты должны работать с 7 до 24 ч ежедневно (включая выходные и праздничные Дни). В зданиях восемь этажей и более, а также во всех вданиях независимо от этажности при диспетчерском .управлении лифты должны работать круглосуточно. '.С Организации, эксплуатирующие лифтовые установки, обязаны обеспечивать безопасное пользование ^Подъемниками, проводить разъяснительную работу Среди населения, особенно среди детей, о правилах Гльзоваиия лифтами и мерах по их сохранности.
На основном посадочном этаже или внутри кабины лифта должны быть вывешены правила пользования лифтом, адреса и номера телефонов, куда следует (Обращаться при неисправности лифтов.
275
18*
Техническая эксплуатация лифтов предусматривает комплекс планово-предупредительных мероприятий по ремонту, наладке, освидетельствованию механизмов, аппаратов, конструкций лифтов.
Ежедневно лифт осматривает электромеханик или лифтер. Электромеханиками по лифтам могут быть назначены лица не моложе 18 лет, прошедшие специальную подготовку и аттестацию, имеющие медицинское удостоверение и проработавшие не менее одного года помощником электромеханика или на работах по монтажу и ремонту лифтов. При ежедневном осмотре проверяют надежность и достаточность освещения шахты, кабины, машинного помещения и площадок, состояние ограждения шахты, кабины, световую и звуковую сигнализацию, действие кнопок управления лифтов «Стоп», работу замков кабины и шахты, действие подвижного пола и подпольных контактов.
При декадном осмотре одновременно с работами по ежедневному осмотру определяют действие аппаратов контактной панели, блокировочные контакты, включая проверку движения кабины при минимальных нагрузках, состояние и работу лебедки и тормозных устройств.
Как и при -ежедневном осмотре, при декадном осмотре налаживают и смазывают проверяемые аппараты и механизмы, зачищают контакты электрических аппаратов.
При ежемесячных осмотрах одновременно с работами по декадному осмотру проверяют работу концевого выключателя, выполняют его наладку и регулировку, определяют крепление башмаков кабины и противовеса, регулируют зазоры между ними и направляющими, проверяют состояние электродвигателей, контактных колец и щеток.
При квартальных осмотрах дополнительно проверяют, налаживают и регулируют болтовые, шпоночные и стопорные крепления основания подъемных механизмов, ступицы червячной шестерни, лебедки, зазоры в зацеплении червяка и шестерни, определяют «расход» в упорном подшипнике, состояние крепления направляющих, их стыков, кнопочных и вызывных аппаратов лифта.
Полный объем работ, выполняемых при ежедневном, декадном, месячном и квартальном осмотрах, 276
определен в соответствующих инструкциях, составляемых администрацией эксплуатационной организации с учетом особенностей конструкций эксплуатируемых лифтовых подъемников.
Инженерно-технические работники, ответственные за безопасное пользование и эксплуатацию лифтов, контролируют качество выполненных работ по техническому обслуживанию и ремонту лифтов. .
Администрация — владелец здания — обязана укомплектовать штат лифтеров (лифтеров-обходчиков, диспетчеров) и обучить их, а также контролировать выполнение работниками соответствующих инструкций по обслуживанию лифтов.
Лифтер должен знать общее устройство лифта, назначение аппарата управления и уметь им пользоваться, а также знать схему и назначение сигнализации. Перед началом работы лифтер выполняет объем работ, предусмотренный инструкцией по ежедневному осмотру. Лифтер не имеет права самостоятельно ремонтировать лифт. При неисправностях, включая остановку лифтов с пассажирами между этажами, лифтер обязан обесточить (отключить) лифт и срочно вызвать электромонтера или аварийную службу.
Лифты, подключенные к объединенным диспетчерским системам, полностью обслуживают специализированные организации (включая ежедневные осмотры) по договорам с владельцами зданий,
§ 25. Техническая эксплуатация электрооборудования зданий, радиосетей
и телеантенн /
В жилых и гражданских зданиях электроэнергия потребляется на освещение помещений, для работы бытовых и технических приборов и силовых установок, обеспечивающих работу инженерно-технических систем.
Техническая эксплуатация электрооборудования должна быть организована в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (М: Энергоатом-издат, 1986.— 648 с.), «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (М: Энергоиздат,
277
1986.-424 е.). Этими правилами установлена периодичность проведения мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту, с учетом которой составляют календарные графики испытаний электрооборудования и аппаратуры электроустановок.
Организация, эксплуатирующая здание, обязана производить капитальный и текущий ремонт электросетей и электрооборудования зданий. До начала ремонта или наладки электрооборудования и электроустановок в здании необходимо произвести подготовительные работы (составить проектио-сметную документацию и графики производства работ, подготовить материалы, инструменты и т. д.). Необходимо также проинструктировать персонал, которому поручаются электроналадочные и ремонтные работы. К самостоятельной работе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие производственное обучение на рабочем месте для приобретения практических навыков. В период обучения эти рабочие должны изучить «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок» и соответствующие производственные инструкции. В каждой организации, имеющей на балансе электрооборудование и электроустановки, приказом по администрации назначается работник, ответственный за эксплуатацию всего электрохозяйства. Мелкие организации и хозяйства организуют обслуживание своих электроустановок и электрооборудования силами специализированных подразделений на договорных началах.
Инженерно-технические работники, отвечающие за эксплуатацию и безопасность обслуживания электроустановок и электрических сетей, должны обеспечивать:
надежную, экономичную и безопасную работу Электр оустройств;
своевременное проведение всего комплекса мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту электрооборудования зданий;
осуществление мероприятий по технике безопасности, обучение персонала, допускаемого к технической эксплуатации электрооборудования, ведение необходимой технической документации в соответствии с «Правилами технической эксплуатации и. техники
278
безопасности при эксплуатации установок электропо-Требителей».
Все электроустановки должны быть освидетельствованы во вновь введенных в эксплуатацию домах один раз в месяц (в течение года после ввода), а затем ежегодно при подготовке зданий к эксплуатации в зимний период. При этом необходимо измерять сопротивление изоляции, определять нагрузки и напряжение в различных точках электросети. При освидетельствовании электросети проверяют крепления проводов и электрощитов, контролируют надежность заземляющих устройств, состояние предохранительной защиты. Электродвигатели и пусковые аппараты котельных регулируют и обслуживают не реже двух раз в месяц, другие силовые установки и их пусковые устройства освидетельствуют один раз в 3 мес, а в мастерских текущего ремонта — один раз в неделю.
При освидетельствовании особенно тщательно проверяют надежность заземляющих установок. К заземлению должны подключаться все металлические части установок и оборудования, которые при повреждении изоляции могут оказаться под напряжением. В сетях с глухим заземлением нейтрали следует применять металлическое соединение корпусов электрооборудования с заземленной нейтралью, В электроустановках с изолированной нейтралью необходимо выполнять соединение корпусов электрооборудования с изолированной нейтралью силового трансформатора. Не разрешается применять оба способа заземления в одной и той же сети. Допускается использовать общее заземление, например проложенные в земле водопроводные трубы и металлические конструкции. В качестве искусственных заземлителей следует применять стальные трубы с толщиной стенок 3,5 мм, которые забивают в землю на расстоянии 2.5...3 м одна от другой. Очаг заземления следует выполнять по проекту специализированной организации. Всю заземляющую проводку соединяют сваркой. К электродвигателям заземляющий провод присоединяется с помощью болтов или Сварки. Заземляющие провода окрашивают в черный Ивет, а провода зануления — в фиолетовый с черными полосами. На каждое постоянное заземление должны быть паспорт, содержащий расчетные значения сопротивления стеканию тока, протоколы испытания зазем
279
ления, результаты обследования в процессе эксплуатации, изменения в устройстве заземления и записи о произведенных ремонтах.
При освидетельствовании электропроводки следует обращать внимание на состояние изоляции проводов и их крепления (при открытой проводке), а также состояние изоляционных и стальных трубопроводов, применяемых для защиты изолированных проводов. В жилых квартирах необходимо проверять также заземление электрооборудования и других металлических приборов, которые могут оказаться под напряжением. Подлежат заземлению металлические корпуса электрических плит для приготовления пищи и металлические трубы для прокладки электропроводки к ним. Чтобы предотвратить появление разности электрических потенциалов между металлическим корпусом ванны и водопроводными трубами, корпус ванны соединяют с водопроводной трубой уравнивающим металлическим проводником.
Изоляцию проводов в помещениях с повышенной влажностью (сырые подвалы; прачечные, душевые, ванные и др.) проверяют особенно тщательно. Выключатели электросистемы таких помещений располагают за пределами помещений. Аппаратуру для управления электродвигателями помещают в закрытом кожухе, наружу выводят изолированные рычаги и кнопки управления.
Рабочие, обслуживающие электроустановки, должны быть обеспечены материалами, инструментом и защитными средствами.
При пользовании механизмами с электроприводом и электроинструментом не допускается:
разбирать и ремонтировать их на месте работ без отключения от сети;
пользоваться электроинструментом, электроприборами, сварочными аппаратами, трансформаторами и преобразователями внутри металлических резервуаров (котлов, баков, барабанов и т. п.).
Инженерно-технические работники, ответственные за соблюдение правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также за ремонт и наладку электрооборудования, должны:
принимать дополнительные меры, исключающие ошибочную подачу напряжения к месту работы;
Е80
вывешивать предупредительные плакаты и следить за установкой ограждений рабочего места при ремонте электроустановок;
проверять отсутствие напряжения на участке, где будут производиться работы, и подключать электроустановки к переносному заземлению.
Все защитные и предохранительные средства перед началом работ обязательно осматривают. Запрещается пользоваться защитными средствами с истекшим, сроком испытания.
Порядок установки и техническая эксплуатация телевизионных антенн коллективного пользования определены соответствующими инструкциями служб, осуществляющих техническое обслуживание и ремонт телевизионных приемников. Телевизионные службы проверяют:
состояние монтажа переходных, распределительных и усилительных устройств;
силу телевизионного сигнала у распределительных коробок;
помехи приема, наличие вторичных контуров изображения.
Один экземпляр акта приемки с паспортом на антенну передается эксплуатационной организации. Подключают абонентов к телевизионной антенне специалисты телевизионных служб по заявкам владельцев телевизоров.
Профилактическое обследование антенн и абонентских отводок, планово-предупредительный ремонт антенных устройств по разовым заявкам владельцев телевизоров выполняют в счет абонементной платы телевизионные ателье.
§ 26. Аварийные и диспетчерские службы в системе технического обслуживания и ремонта зданий
Ранее (§ 5) доказано, что несмотря на выполнение плановых мероприятий технического обслуживания и ремонта жилищного фонда в зданиях неизбежны Случайные отказы, интенсивность которых в течение второго периода эксплуатации (см. рис. 6) постоянна.
Для устранения указанных отказов в составе ремонтно-эксплуатационных подразделений создаются аварийно-диспетчерские службы.
281
Рис. 128. Общая схема диспетчерской системы
I — поток заявок; 2 — очередь на выполнение работ по иим; 3 — каналы обслуживания; 4 — выходящий поток заявок (законченных обслуживанием)
В зависимости от числа рабочих, занятых на выполнении работ по поступающим заявкам, а также от объема обслуживаемых элементов диспетчерские службы подразделяются на открытые и замкнутые (рис. 128).
К открытым диспетчерским службам относятся такие, поток заявок для которых формируется достаточно большим числом обслуживаемых объектов (не менее 25).
При обслуживании ограниченного числа элементов или инженерных систем диспетчерская служба относится к классу закрытых (замкнутых).
В зависимости от числа рабочих, выполняющих работы по устранению возникающих неисправностей, диспетчерские службы могут быть одноканальными (при одном рабочем) и многоканальными.
Задача аварийно-диспетчерского обслуживания сводится к выполнению работ по устранению неисправностей и аварий в сроки, продолжительность которых не более заданной нормативами и исключает образование бесконечной очереди заявок на их выполнение. Это достигается путем расчета наиболее рационального числа рабочих (каналов) и повышения интенсивно-ности труда за счет механизации работ.
Очередь возникает, если:
производительность труда рабочих (пропускная способность каналов) не соответствует интенсивности поступления заявок;
требования на выполнение работ по устранению неисправностей поступают нерегулярно.
Если бы заявки поступали регулярно по графику, то образование очереди можно было бы исключить путем обслуживания поступающих требований по тому же графику. В действительности поступление заявок на устранение отказов и неисправностей обусловлено
282
множеством факторов, каждый из которых в отдельности незначительно влияет на режим поступления требований.
Принимая средние величины, характеризующие диспетчерскую систему, можно обеспечить такие условия ее работы, когда пропускная способность каналов будет соответствовать нагрузке на систему в широком временном интервале.
В расчетах при определении указанных выше параметров учитывают ограничения продолжительности выполнения заявок в соответствии с требованиями правил и норм эксплуатации жилищного фонда, а также других гражданских зданий.
Исследованиями установлено, что поступление заявок на устранение отказов и неисправностей подчиняется следующей математической зависимости:
/’й=ПЕГе-%’ <86)
где Рк — вероятность поступления в диспетчерскую систему ровно k заявок; Л — среднее число заявок за единицу времени (интенсивность поступления заявок).
Для построения математической модели диспетчерского обслуживания принимают следующие условия:
вероятность поступления ровно k заявок, Рь зависит от продолжительности интервала t и не зависит от начального момента отсчета времени;
моменты поступления заявок не зависят друг от друга;
две и более заявок одновременно (если рассматривать весьма малый промежуток времени) не поступают;
система выполнения работ по поступившим заявкам находится в установившемся режиме;
поток заявок не ограничен, а длительность выполнения работ характеризуется следующей математической зависимостью:
F (/) = 1 — <87)
hie у — интенсивность выполнения работ по заявкам (производительность рабочих диспетчерской службы по выполнению данного Вида работ), которую определяют на основании учета выполненных работ по действующим нормативам как среднее значение производительности труда при выполнении ремонтно-строительных работ по устранению данного вида неисправностей.
283
В условиях диспетчерских служб ремонтно-эксплуатационных организаций на каждый вид работ в зависимости от интенсивности поступления заявок X и интенсивности выполнения работ по этим заявкам у назначают среднее'число рабочих в смену. Они должны выполнять необходимые ремонтно-строительные работы в предельно допустимые сроки, соответствующие утвержденным нормативам.
Практические расчеты диспетчерских служб выполняют для двух случаев:
диспетчерская состоит из конечного числа рабочих (каналов); каждый рабочий выполняет работы по одной заявке; очередная заявка, поступившая в момент, когда все рабочие (каналы) заняты, становится в очередь и ожидает своего выполнения; поток заявок формируется конечным числом обслуживаемых объектов т (замкнутая диспетчерская система); если по характеру работ данный вид неисправностей может выполнять звено (бригада), то в качестве канала выступает не один рабочий, а звено (бригада);
диспетчерская система состоит из конечного числа обслуживающих каналов; очередная заявка, поступившая в момент, когда все рабочие (звенья) заняты выполнением работ по ранее поступившим заявкам, становится в очередь и ожидает обслуживания; число обслуживаемых объектов не ограничено (открытая диспетчерская система).
Как для первого, так и для второго случая диспетчерская может быть укомплектована одним рабочим (одним звеном)—одноканальная система и несколькими рабочими (звеньями)—многоканальная система.
Ниже приведены основные формулы для расчета параметров диспетчерских служб.
Замкнутые диспетчерские системы.
1. Вероятность того, что занято работами k рабочих при условии, что число неисправных обслуживаемых объектов не больше числа рабочих (звеньев) в системе:
„ ml / X V „
2. Вероятность того, что в системе неисправны k объектов для случая, когда их число больше числа рабочих в диспетчерской системе:
284
„ ml / И „
Pft=>-s!(m-fe)! (Т) Лп («<*<*)• (89)
3. Вероятность того, что все рабочие (звенья) диспетчерской системы свободны от выполнения каких-либо работ (все объекты исправны):
Г VI ml (А? + "V т' (—Vi”'
0 И (т — А)! \ у / sk—s sl(m—fe)! \ у /
L ft=0 fc=s+l
(90)
4. Среднее число объектов, ожидающих начала ремонта (средняя длина очереди на обслуживание):
т .
Л|--2| /.<*-») у)р- (9|)
ft=s+i
5. Коэффициент простоя обслуживаемых объектов: т
, (m-l)t VI k — s / К \к
MJm = -------- \ , —г—-------—- — Ро. (92)
° s sk-s(m — k)l \ v) ° v 1
k=s+l
6. Среднее число объектов, находящихся на ремонте:
km\ f К \k sk—ssi (т— й)!\ у / ft=s+l
(93)
7. Среднее число рабочих, свободных от выполнения ремонта:
VI VI (s — k)lml ('к\кп
So = (- *) р.=(v)р»-
ft=l ft=0
8. Коэффициент простоя рабочих:
(94)
(95)
k=0 h=0
9. Вероятность того, что заявки на выполнение работ образуют очередь длиной больше некоторого числа 1V>
285
Р > N = 5 Ph. (96)
fe=W+l
Пример. Рабочий слесарь обслуживает m=6 центральных тепловых пунктов. В среднем каждый тепловой пункт требует ре-гулировочно^наладочиых работ 1 раз в 2 ч. Ремонтно-наладочиые работы занимают у рабочего в среднем 30 мин. Требуется рассчитать параметры одноканальной (один рабочий) диспетчерской системы.
Имеем m=6; s=l; Х=8,2/2=4,1 заявки в смену; у=8>2/0,5= X
«=16,4 заявки в смену. Обозначим отношение — =р.
В приведенных ранее формулах для расчета диспетчерских систем приняты обозначения (кроме приведенных' выше):
k — число заявок, поступивших в диспетчерскую систему; t — промежуток времени, в течение которого рассматривается состояние диспетчерской системы Р», Pq— вероятность того, что в диспетчерской соответственно k заявок или отсутствуют заявки на устранение отказов.
В нашем примере диспетчерская система относится к классу замкнутых, так как число обслуживаемых объектов т=&, следовательно, больше шести заявок в диспетчерскую поступить не может.
Диспетчерская система может находиться в семи различных состояниях, что вытекает нз ранее рассмотренной закономерности получения вероятностей различных комбинаций состояния объектов при их обследовании для обнаружения неисправностей.
В связи с этим для вычисления параметров диспетчерской системы применим формулы (88), (89), приняв в них s=l. Для нашего примера р=4,1/16,4=0,25.
6! 1-2-3-4-5-6
°’25р‘ =
6! А
Pfe --6_ ky (0,25)* Ро, (2<fe<6).
Вычисления удобнее выполнять в табличной ферме:
k Число ЦТП, ожидающих ремонтно-иаладочиых работ (k—1) pk/p. pk kpk
1 2 3 4 5 6
0 0 1 0,11716 0 0
1 0 1,5 0,17574 0 0,17574
2 1 1,875 0,21967 0,21967 0,43935
3 2 1,875 0,21967 0 43935 0,65901
4 3 1,406 0,16475 0,49427 0,659
5 4 0,703 0,08238 0,32951 0,41189
6 5 0,177 0,02059 0,10297 0,12357
286
В приведенной таблице первым вычисляют третий столбец (отношение Рк/Ро при fe=0, 1, 2, „.,6). Затем, суммируя численные значения столбца и учитывая, что S/>4=1, выполняют вычисления 4=0 но формуле
V 6 6
Э,, Pk = = 8,53515 (сумма численных
МММ ‘о “о мав Р<>
. О' 4=0
. . t
Значений третьего столбца), откуда можно получить вероятность того, что рабочий будет свободен от выполнения ремонтио-иала-дочных работ, Ро= 1/8,53515=0,11716.
Умножив численные значения третьего столбца на полученную вероятность Ро, имеем данные для четвертого столбца, т. е. вероятность того, что в диспетчерской системе находится k Неисправных объектов, требующих ремонтно-наладочных работ. Число тепловых пунктов, ожидающих выполнения ремонта (длина очереди), равно
6
= 2 (а -1) Рь.
'4=2
Этот параметр можно получить, просуммирован численные значения пятого столбца. В нашем примере Мо=* 1,158576. Следовательно, в среднем 1,6 тепловых пункта будут ежесменно ожидать выполнения ремонтно-иаладочных работ.
Сумма численных значений шестого столбца даст число тепловых пунктов, находящихся в ремонте и ожидающих очереди:
6
мс = 2fepfe = 2>46856> о
т. е. в среднем 2,5 тепловых пункта будут находиться в диспетчерской системе (не будут работоспособны).
Коэффициент простоя тепловых пунктов:
Мл/т = 1,15858/6 = 0,19309,
т. е. каждый тепловой пункт находится в неработоспособном состоянии примерно 20 % времени.
Коэффициент простоя рабочего в нашем случае равен вероятности того, что рабочий будет свободен от выполнения работ Ро=О, 11716, или примерно 12 % рабочего времени слесарь будет свободен от выполнения ремонтно-наладочных работ.
Можно сделать вывод, что такие параметры диспетчерской системы не могут удовлетворить требованиям обеспечения безотказной работы тепловых пунктов, особенно в зимний период эксплуатации.
Интересно рассмотреть пример, показывающий преимущества бригадного метода работы в диспетчерских службах. Пусть эксплуатационная организация имеет 18 тепловых пунктов, обслуживаемых бригадой, состоящей из трех человек.
Все остальные условия — поступление заявок в диспетчерскую и выполнение работ по данному виду неисправностей — оста
287
ются прежними. В этом случае диспетчерская система относится к классу закрытых многоканальных.
Как и в первом случае, вычисления ведут в табличной форме:
k s—k k—s pk'pB pk kpk (fc-s)P8
1 2 3 4 5 6 7 8
0 3 0 1 0,00611 0 0,018339
1 2 0 4,5 0,02751 0,02751 0,055016
2 1 0 9,5625 0,05846 0,11692 0,05846
3 0 0 11,95312 0,07307 0,21921 —
4 1 15,9375 0,09743 0,3897 — 0,097426
5 2 18,59375 0,11366 0,56832 0,227328
6 — 3 20,14323 0,12313 0,73881 ' 0,369405
7 .— 4 20,14323 0,12313 0,86194 0,49254
8 — 5 18,46462 0,11287 0,90299 0,56437
9 — 6 15,38719 0,09406 0,84656 0,56437
10 — 7 11,54039 0,07055 0,70546 0,49382
11 —— 8 7,69359 0,04703 0,51734 0,37625
12 — 9 4,48793 0,02743 0,32922 0,24691
13 — 10 2,24396 0,01372 0,17832 — 0,13717
14 11 1,53304 0,00937 0,13294 —— 0,10308
15 12 0,31116 0,00190 0,02853 0,02282
16 — 13 0,07791 0,00048 0,00762 0,00619
17 — 14 0,01298 0,00008 0,00134 0,00111
18 — 15 0,00108 0,00001 0,00013 — 0,0001
В первом столбце показаны возможные состояния обслуживаемых объектов. Очевидно, что число всех возможных состояний равно 19, так как число обслуживаемых ЦТП— 18.
Второй столбец дает численное значение состояния системы, когда рабочие будут свободны от выполнения работ, так как число заявок, поступающих в диспетчерскую, меньше числа рабочих.
В третьем столбце приведены состояния диспетчерской системы, когда число заявок, поступающих в диспетчерскую, больше числа рабочих, поэтому каждая очередная заявка будет находиться в очереди, ожидая своего выполнения.
Как и в первом случае, для вычисления данных четвертого столбца используют формулы (88) и (89). По данным этого столб-
18
ца можно определить Ро, имея в виду, что SPA=1. Поэтому
18 18 °
2(Р*/Ро) = 1/Ро, отсюда Ро= 1/2 (Р»/Ро).
о о
Пятый столбец получим, если разделим численные значения (по каждой строке) четвертого столбца на PQ. В первую строку записываем полученное значение Ра.
Порядок расчета данных в столбцах 6, 7, 8 ясен из таблицы.
Сравним полученные данные расчета параметров замкнутой диспетчерской системы, можно заметить, что при одних и тех же
288
условиях (иа каждого рабочего приходится 6 тепловых пунктов) эффективность работы бригадным методом по сравнению с закреплением определенного числа обслуживаемых объектов за одним рабочим значительно выше.
Например, прн бригадном методе работы рабочих диспетчерской системы коэффициент простоя центральных тепловых пунк-Йв нз-за неисправностей Л4о/яг=2[(£—з)Лб]/т=3,7029/18=
15=0,2057. При условии закрепления 6 тепловых пунктов за каждым рабочим этот коэффициент, как видно из первого примера, равен 0,2643, или на 30% больше, чем во втором случае. В то же время коэффициент простоя рабочих при бригадном методе организация труда рабочих ниже, чем в первом случае:
s
s0/s= 2(s — k)Pk /s = 0,13185/3 = 0,043. о '
0
Напомним, что в первом случае коэффициент простоя рабочих Ро=О,117716, т. е. почти в 4 раза больше.
Замкнутые диспетчерские системы применяют для обслуживания тепловых пунктов, лифтовых установок, газовых и угольных котельных и других объектов, число которых в данной эксплуатационной организации не превышает 25.
Большее распространение получили открытые диспетчерские системы, в которых число обслуживаемых объектов не ограничено, а число рабочих рассчитывают исходя из требования выполнения работ на объектах, имеющих неисправности, в течение времени, не превышающего допустимого.
Рассмотрим порядок расчета параметров открытых диспетчерских систем.
Как и в первом случае, предполагается, что поток Заявок в диспетчерскую систему является простейшим, т. е. обладает тремя основными свойствами: ординарностью (за весьма малые промежутки времени вероятность поступления более одной заявки весьма мала); стационарностью (число поступающих заявок в диспетчерскую не зависит от момента отсчета времени, а зависит только от длины временного интервала); отсутствием последствий (вероятность поступления заявок за рассматриваемый промежуток времени Не зависит от того, поступали ли ранее заявки).
Открытые диспетчерские системы, которые получили наибольшее распространение в эксплуатационных организациях, как правило, комплектуются счетным числом рабочих s, которое удовлетворяет требованию
19—370
289
ограничения на продолжительность обслуживания каждой поступающей заявки.
При этом должно быть исключено образование бесконечной очереди, что обеспечивается при условии (s-p)>0, (97)
X где р= — —интенсивность загрузки диспетчерских систем.
У
Основные формулы для расчета параметров диспетчерских систем:
1. Вероятность того, что занято ровно k рабочих при условии поступления заявок диспетчерскую систему в количестве, не превышающем числа рабочих:
= (0<fe<s). (98)
Если число заявок, поступивших в диспетчерскую систему, больше числа рабочих, вероятность того, что занято k рабочих выполнением работ по поступившим заявкам, находят из выражения pfe
(fe>4 s)- (99)
2. Вероятность того, что все рабочие будут свободны от выполнения работ:
(ЮО)
3. Вероятность того, что все рабочие заняты выполнением ремонтно-наладочных работ:
4. Вероятность того, что время пребывания заявки в диспетчерской в очереди на выполнение ремонтноналадочных работ будет больше некоторого значения:
р(г>о = V* е~^-™ . (102)
5. Среднее время начала обслуживания каждой поступившей заявки:
T,~Vs/ly(s — p)]. (103)
290
6. Среднее время нахождения заявки в системе:
Тс = Т,4-1/И)-
(104)
7. Средняя длина очереди заявок на выполнение ремонтно-наладочных работ:
р’ч-1
fe° = (S-1)' (s-р)*
8. Среднее число заявок, находящихся в
(Ю5) системе:
/?—— 1
9. Среднее число рабочих, свободных от выполнения ремонтно-наладочных работ:
о
(107)
Пример. По результатам регистрации заявок, поступающих в диспетчерскую систему в течение месяца на неисправности санитарно-технического оборудования, рассчитана средняя интенсивность поступления заявок для первой смены, которая равна Л= =6 заявок в смену, среднее число санитарно-техническнх устройств, в которых один рабочий выполняет ремонтно-наладочные работы по заявкам в течение смены (интенсивность выполнения заявок) у=4. Тогда интенсивность загрузки диспетчерской сн-
Л
стемы определится из выражения р=—=6/4 = 1,5. Следовательно, для исключения образования бесконечной очереди (s—р) <0, принимаем число рабочих s=2.
Параметры диспетчерской системы рассчитаем по ранее приведенным формулам:
1. Вероятность того, что рабочие будут свободны от выполнения ремонтно-наладочных работ по поступающим заявкам:
П р и м е ч а н и е. fe!; (s—1)!—факториал — произведение чисел соответственно 1-2-3-...-6 н 1-2-3-...-(s—1); факториал нуля равен единице.
В нашем примере можно ожидать, что в 14 случаях из 100 рабочие будут свободны от выполнения работ по заявкам. С учетом приведенного расчета можно планировать поручение рабочим Диспетчерской системы, проведение осмотров санитарно-технического оборудования, отводя на этн цели примерно 14 % их рабочего времени. Прн этом должно быть обеспечено немедленное переключение рабочих на выполнение вновь поступившей заявки.
2. Вероятность того, что все рабочие заняты выполнением ре-
19*
291
монтно-наладочных работ по поступившим заявкам: ps 1,5?
И7. = -----Г ро = НН- 0,14 = 0,63.
(s — 1)! (s — р) 1 -0,5
3. Средняя длина очереди:
pJ+i 1 5?
*„ =--------------- Po = —-0,14 = 1,89.
° (s— l)!(s—p)? 0 1.0,5
4. Вероятность того, что время ожидания начала выполнения работ по каждой заявке будет больше одной смены 1=1:
р = -----------------р
(s_i)! (s_p) р°е
= Дгг °. 14е-<24-6)’ = 0,63е~2 = 0,085.
10,5
Следовательно, в 85 случаях из 1000 можно ожидать, что заявка будет находиться в очереди на выполнение ремонтно-наладочных работ больше одной смены, в остальных случаях работы по поступающим заявкам будут выполняться в течение одной смены.
5. Среднее число заявок, находящихся в системе (как ремонтируемых, так и ожидающих выполнения работ):
fe=l
2-1.5®
= 1,89 + t Q— 0,14 + 0,i4-1,5 = 3,36.
6. Среднее время нахождения заявки в очереди:
Т8 = fe0Л, = 1,89/7 = 0,315 смены.
7. Среднее время пребывания в системе:
Та = Ts 4-1 /у = 0,315 + 0,25 = 0,565 смены.
Можно показать, что эффективность функционирования диспетчерской системы при условии закрепления за каждым рабочим определенного числа объектов по сравнению с бригадным методом выполнения ремонтно-наладочных работ значительно ниже.
Если в рассмотренном примере обслуживаемые объекты по. ровну закрепить за каждым рабочим, то интенсивность поступления заявок нз разделенных таким образом обслуживаемых участков будет иметь численное значение Л,=6/2=3 заявки в смену, при этом интенсивность выполнения работ (производительность труда рабочего) остается прежней у=4 заявки в смену. Интенсивность загрузки вновь образованной одноканальной открытой дио-петчерской системы:
р = МТ =3/4 = 0,75.
Для расчета параметров одноканальной диспетчерской системы воспользуемся следующими формулами:
292
1. Вероятность того, что рабочий будет свободен от выполнения работ по поступающим заявкам:
Ро= 1—р= 1 —0,75 = 0,25.
В первом случае эта вероятность была равна 0,14, нлн почти И 2 раза ниже.
2. Среднее число заявок, находящихся в очереди: fe0 = 1/(1-р) = 1/(1'-0,75) =4.
При бригадном методе работы число заявок, ожидающих начала их обслуживания, составило 1,89.
3. Среднее время ожидания каждой заявки в очереди;
Г, = ——-—- = — = 0,75 смены.
’ Т(1 —р) 4(1 — 0,75)
При бригадном методе выполнения работ по поступившим заявкам среднее время ожидания в очереди для каждой заявки 0,315 смены.
Приведенные сравнения параметров одно- и многоканальной открытых систем показывают, что принцип концентрации мощностей обладает высокой эффективностью, особенно при организации работ, объемы й сроки проведения которых имеют случайный характер.
Ранее было показано, что диспетчерские системы имеют своей задачей устранение внезапно возникающих отказов, закономерность которых описывается показательным распределением с параметром, имеющим название интенсивности отказов X.
Оценку по опытным данным параметра X можно получить из выражения
К = 1/тСр = п/2 т<> (!08)
где п — число элементов, находящихся в эксплуатации, из которых формируется поток отказов для определения параметра X;
— время безотказной работы. 1-того элемента.
Для определения параметра X по приведенной выше формуле (108) необходимо, чтобы все п элементов, находящихся в эксплуатации, проработали до отказа. Вместе с тем можно воспользоваться более экономичным способом для определения X. С этой целью ведется наблюдение за п элементами, но не до отказа каждого из них, а в течение заранее установленного времени t. Если за это время отказало т элементов,
293
Рис. 129. Графический метод определения интенсивности отказов элементов здания
Рис. 130. Номограмма для определения Ро
то отношение т к п является опытным (статистическим) значением функции при данном значении t:
т/п»1- е~и . (109)
Из (109) получаем приближенную оценку:
Л=— in (1 — т!п)Ц. (НО)
Для определения к можно воспользоваться также графическим методом, суть которого заключается в следующем.
Из выражения (109) следует:
— 1пр(/)=АЛ (Ill)
Если в процессе эксплуатации п элементов зафиксировано гп\ элементов, отказ которых произошел в момент (i, тг элементов, отказавших к моменту (2, и т. д., то можно получить статистические функции вероятности безотказной работы для указанных моментов времени:
p(/i) ~ (п — т^/п, р ~ (п — т2)/п- p(tt) х (п — т^/п.
По рассчитанным таким образом точкам строим график функции In p(t) в виде прямой, проходящей через начало координат. При этом тангенс угла наклона а прямой к оси абсцисс равен X (рис. 129).
Можно заметить, что рассчитанные по формуле (111) точки не укладываются точно на проведенную прямую, что свидетельствует о приближенном экспо
294
ненциальном распределении времени между отказами данного вида элементов.
Приведенные способы определения интенсивности Отказов, а также методика расчета параметров срока Службы, изложенная ранее, требуют четкой системы учета данных об отказах всех элементов зданий. Эта работа является одной из основных задач диспетчерских служб и должна находиться под постоянным контролем руководителей эксплуатационных подразделений.
Для расчета параметров диспетчерских служб необходимо знать не относительное значение интенсив-йости отказов, а абсолютную ее величину, которая формируется постоянным числом элементов данного типа. Таким образом, интенсивность отказов (число отказов в смену), используемая для расчетов параметров диспетчерских систем, может быть найдена из выражения
Лс = Ал. (112)
Для упрощения расчетов параметров диспетчерских систем рекомендуется пользоваться номограммами (рис. 130). На оси абсцисс значения р — интенсивности загрузки диспетчерской системы; кривые соответствуют числу рабочих (каналов) данной специальности в диспетчерской системе. По оси ординат указаны значения вероятности отсутствия заявок в диспетчерской системе Ро.
Определим Ро для условий приведенного выше примера. По вычисленному значению р = 1,5 находим пересечение перпендикуляра, восстановленного из точки 1,5 на оси абсцисс, с кривой, соответствующей s=2 '(число рабочих). Из точки пересечения восстанавливаем перпендикуляр к оси ординат, основание которого является искомым значением Ро=О,14.
Расчет вероятности возникновения очереди можно произвести с помощью номограммы (рис. 131). Отложив на оси абсцисс р=1,5, восстановим перпендикуляр до пересечения с кривой s = 2 и найдем Fs=0,63.
Среднее время ожидания выполнения ремонтно-наладочных работ определяют по номограмме (рис. 132). Для этого вводят вспомогательную величину и—pls. Па оси абсцисс откладывают число рабочих; на оси Ординат — произведение значения среднего времени Ожидания и интенсивности обслуживания.
295
Рис. 131. Номограмма для определения вероятности образования очереди в диспетчерской системе на выполнение работ по заявкам
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РАБОЧИХ С КОЭФФИЦИЕНТОМ to
Для нашего примера s=2 и « = 1,5/2=0,75. По этим данным на номограмме находим пересечение перпендикуляра, восстановленного из точки абсциссы s = =2 с воображаемой кривой и=0,75 и, восстанавли* вая из найденной точки перпендикуляр на ось ординат, находим Tsy = 1,4. Зная у=4, находим Ts**
296
5=1,4/4=0,35. По расчету с использованием ранее приведенных формул 7’s=0,315.
Как видим, характеристики диспетчерской системы, определенные с помощью номограммы, удовлетворительно согласуются с расчетными.
V Диспетчерские службы создаются непосредственно В организации, эксплуатирующей здания. При диспетчерской системе должно круглосуточно находиться расчетное число рабочих. Если техническую эксплуатацию зданий, отдельных его систем или устройств Осуществляют специализированные службы на договорных началах, то эти организации обязаны выделить в состав диспетчерских служб необходимое число рабочих для каждой смены из условия круглосуточной работы диспетчерской системы.
Для устранения неисправностей, требующих применения крупных механизмов и специального оборудования (сварочные аппараты, землеройные машины, краны, автокомпрессоры и др.), создают централизованные аварийно-восстановительные подразделения, оснащенные соответствующими машинами и механизмами, расчет числа которых выполняют по приведенным ранее формулам, но в этом случае в качестве каналов принимают соответствующие машины и механизмы с их производительностью в единицу времени (интенсивность выполнения работ по заявкам).
Руководители ремонтно-эксплуатационных организаций обязаны осуществлять постоянный контроль за своевременным выполнением заявок, принимать оперативные меры к устранению возникающих аварий и неисправностей, культурному обслуживанию населения.
Старший диспетчер или дежурный мастер аварийно-диспетчерской службы должен ежедневно в письменной форме докладывать руководителю соответствующей ремонтно-эксплуатационной организации о числе поступивших и выполненных заявок, а также о принятых мерах к выполнению работ по заявкам, которые на момент доклада находятся на исполнении.
Для оперативного устранения аварий и неисправностей в диспетчерских службах должны иметься схемы инженерных коммуникаций и внутридомовых систем с указанием мест установки отключающих устройств (задвижек, кранов, рубильников и др.). На
297,
случэй крупных аварии зварийно-диспетчерские под* разделения составляют мобилизационные планы со схемой привлечения дополнительных материальных и трудовых ресурсов. Эти планы должны периодически уточняться.
Контрольные вопросы
1. Объясните мероприятия по технической эксплуатации систем внутреннего водопровода. Опишите порядок присоединения систем внутреннего водопровода к городским водопроводным сетям.
2. Расскажите о правилах взаимоотношений эксплуатационной и водоснабжающей организаций.
3. Изложите порядок учета расхода воды в зданиях.
4. Перечислите основные неисправности водоразборной, водозапорной арматуры н саннтарно-техннческнх приборов. Объясните методы устранения неисправностей и мероприятия по экономиому и рациональному расходованию воды.
5. Перечислите основные неисправности, возникающие при эксплуатации систем канализации, причины, нх вызывающие, и методы обнаружения и устранения неисправностей.
6. Объясните особенности эксплуатации систем канализации нз полимерных трубопроводов.
7. Расскажите об обязанностях эксплуатационного персонала по эксплуатации систем централизованного отопления.
8. Изложите правила эксплуатации комнатных печей н кухонных очагов, работающих на твердом и газовом топливе.
9. Расскажите об мероприятиях по подготовке систем отопления к зимней эксплуатации.
10. Перечислите обязанности эксплуатационного персонала по эксплуатации отопительных систем в зимний период.
11. Укажите основные неисправности систем отопления, возникающие в процессе эксплуатации. Назовите вызывающие их причины. Расскажите о порядке обнаружения и устранения неисправностей.
12. Назовите основные неисправности систем вентиляции зданий. Расскажите о методах обнаружения неисправностей н их устранения.
13. Объясните мероприятия по эксплуатации систем горячего водоснабжения.
14. Расскажите, как влияет температура горячей воды на износ трубопроводов снстетл горячего водоснабжения.
15. Перечислите основные обязанности эксплуатационного персонала по эксплуатации систем газоснабжения.
16. Расскажите о правилах взаимоотношений жнлнщно-эксплуатаци-онных организаций и служб, эксплуатирующих системы газоснабжения.
17. Объясните особенности эксплуатации систем газоснабжения полносборных зданий.
18. Изложите основные требования по эксплуатации мусоропроводов.
19. Назовите основные неисправности мусоропроводов, возникающие в процессе эксплуатации. Какие причины вызывают неисправности мусоропроводов? Изложите методы обнаружения неисправностей н нх устранения.
20. Расскажите об основных обязанностях инженерно-технических работников ремонтно-эксплуатационных организаций по обеспечению безопасной эксплуатации лифтов.
21. Изложите правила взаимоотношений жилищно-эксплуатационных организаций н специализированных служб, осуществляющих техническую эксплуатацию лифтов.
22. Расскажите об основных мероприятиях по техническому обслуживанию и ремонту электрооборудования зданий, радиосетей н теле-антенн.
23. Объясните* основные допущения, принимаемые при расчете Диспетчерских служб. Назовите расчетные параметры диспетчерских систем,
298
24. Какйе диспетчерские системы называют открытыми? Закрытыми (Замкнутыми)?
26. Чем различаются одиокаиальные и многоканальные диспетчерские Системы?
26. Назовите основные обязанности инженерно-технических работнике» ремонтно-эксплуатационных служб по организации работы диспетчерских систем.
Глава IV. ОСНОВНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
§ 27. Основные нормативные документы по технической эксплуатации зданий
Организация технической эксплуатации зданий регламентируется рядом нормативных документов, среди которых основными являются «Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда» (М.: Стройиздат, 1974. — 259 с.) и «Положение о проведении планово-предупредительного ремонта жилых и общественных зданий» (М.: Стройиздат, 1965. — 126 с.).
Техническая эксплуатация производственных зданий осуществляется согласно «Положению о проведении планово-предупредительных ремонтов сооружений общепроизводственного назначения» (М.: Стройиздат, 1974. —30 с).
Основной принцип организации комплекса мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту жилых и общественных зданий заключается в проведении в плановом порядке ремонтов и наладочных работ в сроки, предупреждающие преждевременный износ и отказ элементов зданий. К основным работам относятся:
периодические капитальные ремонты;
текущий ремонт и периодические осмотры зданий И их элементов.
Нормативными документами установлены сроки Яроведения текущих и капитальных ремонтов и осмотров зданий и их отдельных конструкций, инженерного оборудования, а также территорий домовладений.
Указанными документами на основе передового опыта и научно-технического прогресса определены та
299
кие технологические рекомендации и нормативы, которые обеспечивают нормальное функционирование зданий в пределах нормативных сроков с наиболее эффективным использованием денежных средств, материальных ресурсов и рабочей силы, выделяемых на цели технической эксплуатации зданий.
Все организации, имеющие на своем балансе здания, обязаны строго соблюдать «Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда» и «Положение о проведении планово-предупредительного ремонта жилых и общественных зданий». Исполкомы местных Советов, их соответствующие органы, министерства и ведомства обязаны правильно организовать техническое обслуживание и ремонт объектов и обеспечить строгий контроль за выполнением правил и положений подчиненными им эксплуатационными организациями. Для этого работники эксплуатационных организаций и специализрованных служб, обеспечивающих техническую эксплуатацию на договорных началах, должны изучить правила и положения (или соответствующие им разделы — для работников специализированных служб) и сдать по ним экзамен.
Техническое состояние жилых домов и уровень организации их эксплуатации определяют в процессе осмотра. Правилами и нормами технической эксплуатации зданий установлены три вида осмотра: общий — осмотр всего здания; частичный — обследование отдельных частей здания и инженерных систем; внеочередной осмотр после ливней, ураганов, сильных снегопадов и других стихийных явлений.
Подготовка к сезонной эксплуатации зданий заключается в выполнении ряда специфических работ, способствующих нормальному функционированию здания в определенный период года. Например, для нормального функционирования зданий зимой выполняют работы по ремонту, наладке и регулировке систем отопления, котельных, а также работы по утеплению зданий и поддержанию нормального температурновлажностного режима в помещениях. Эти работы начинают сразу после окончания отопительного периода. Задачей общего осеннего осмотра является определение готовности зданий к эксплуатации в зимний период. Аналогично сразу после начала отопительного сезона определяют объем и очередность работ по под
300
готовке зданий к эксплуатации в весенне-летний период. Готовность здания и качество работ по подготовке зданий к весенне-летнему периоду эксплуатации определяют при общем весеннем осмотре.
? Таким образом, общие осмотры являются заключительным этапом в выполнении мероприятий по подготовке зданий к эксплуатации в соответствующий период года. Календарные сроки общих осмотров устанавливаются приказом руководителя организации, ведомства, министерства или решением исполкома местного Совета. Для осмотра создают комиссию в составе: представитель вышестоящей организации (председатель), руководитель эксплуатационной организа-Зации, представители специализированных организаций, осуществляющих эксплуатацию соответствующих конструкций или инженерных устройств, и представитель общественности. По результатам обследования комиссия определяет готовность здания к соответствующему периоду эксплуатации, устанавливает уровень технической эксплуатации и высказывает свои замечания, касающиеся улучшения ее организации. На основании осмотра составляют акт. Результаты осмотра тщательно анализируют, так как они являются основным показателем уровня организации технической эксплуатации зданий.
В процессе подготовки зданий к сезонной эксплуатации проводят частичные осмотры отдельных элементов, конструкций и оборудования зданий.
Как ранее было сказано, осмотры необходимо проводить в сроки, когда вероятность обнаружения и устранения неисправностей, предшествующих отказам, наибольшая, чтобы предупредить выход из строя конструктивных элементов, инженерных систем и оборудования. Таким образом, задача осмотров здания заключается не в формальном их освидетельствовании, а в выполнении плановых наладочно-регулировочных работ. Объем и качество выполненных работ по Наладке и регулировке систем зданий подтверждает техник или квартиросъемщик.
После сильных снегопадов, ливней, ураганов и других стихийный бедствий все здания обязательно должны быть обследованы, при этом особенно тщательно осматривают конструкции, которые наиболее были подвержены данному стихийному явлению (крыши —
301
при сильном урагане и снегопаде, подвальные помещения __после ливней и т. п.). Такие осмотры называ-
ются внеочередными.
Обязанности инженерно-технических работников и рабочих эксплуатационных организаций и специализированных служб определяются должностными инструкциями, разрабатываемыми и утверждаемыми руководителями этих организаций. Инструкции должны быть составлены в соответствии с существующими «Правилами и нормами технической эксплуатации жилищного фонда», «Положением о проведении плановопредупредительного ремонта жилых и общественных зданий», а также другими нормативными документами и с учетом специфики технологических процессов, протекающих в здании, и его технического состояния.
При оформлении на работу в ремонтно-эксплуатационную организацию все вновь принимаемые рабочие, инженерно-технические работники и служащие должны изучить действующие инструкции и сдать зачеты по соответствующим разделам «Правил и норм технической эксплуатации» и «Положения о проведении планово-предупредительного ремонта».
В своей деятельности ремонтно-эксплуатационные организации руководствуются действующими постановлениями партии и правительства и местных партийных и советских органов по вопросам улучшения организации технического обслуживания и ремонта элементов зданий, инженерных систем и оборудования, а также повышения культуры обслуживания населения.
В повседневной деятельности ремонтно-эксплуатационные организации руководствуются действующими указаниями по планированию и финансированию ремонтно-эксплуатационной, а также хозяйственной и финансовой деятельности.
Существующие нормативные документы устанавливают средний срок службы, определяемый как среднее арифметическое сроков службы некоторого количества элементов одного и того же типа, эксплуатируемых в сравнительно одинаковых условиях. Ранее отмечалось, что каждый конкретный срок службы рассматривается как случайная величина, зависящая от многих факторов. Когда говорят о конкретном сроке службы элемента здания, то имеют в виду продолжи
602
тельность его работы, при которой свойства элемента соответствуют всем эксплуатационным требованиям. Это означает, что находясь под воздействием различных факторов, конструкции изнашиваются. Износ в процессе эксплуатации возможен до определенных пределов, после которых использование элементов по назначению невозможно.
В процессе эксплуатации осуществляют ряд мероприятий по обеспечению нормативных сроков службы, предупреждающих преждевременный износ конструкций. Полностью исключить износ материалов невозможно. Однако осуществление мер по техническому обслуживанию и ремонту зданий гарантирует процесс нормального износа, т. е. такого износа, который происходит, несмотря на принимаемые технические мероприятия по защите элементов здания от воздействия факторов окружающей среды и технологических процессов, протекающих в здании.
Сроки службы зданий и их элементов установлены нормативными документами и они достигают своих значений только при нормальном износе. Одни и те же элементы зданий с одинаковым сроком службы могут иметь разные сроки ремонтов (рис. 133).
Несмотря на то, что средний срок службы в обоих случаях одинаковый и равен Тх, потребность в плановом ремонте, предупреждающем массовый отказ конструкций, наступает в первом случае в момент А, тогда как во втором случае элемент здания может работать без ремонта до момента Б. Условия, способствующие значительному отклонению фактических сроков службы от их среднего значения, могут создаться при нарушении технологии производства строительных материалов, правил монтажа конструкций, правил и норм технической эксплуатации зданий. Помимо других факторов этому будет способствовать также низкая культура производства на предприятиях промышленности строительных материалов, в строительных и эксплуатационных организациях.
При четком соблюдении технологии изготовления элементов полносборных зданий значения эксплуатационных параметров отдельно взятого элемента незначительно отличаются от средних параметров всей партии данного типа элементов. В этом случае среднеквадратичное отклонение о мало (см. рис. 133).
303
Рис. 133. Зависимость разброса сроков службы элементов здания от уровня нх технического обслуживания и ремонта тср — средний срок службы элемента здания; о — среднеквадратичное отклонение сроков службы элементов здания от среднего значения
На всем сроке службы элементов здания поддержание их эксплуатационных свойств на заданном уровне достигается выполнением необходимых мероприятий {плановых и неплановых ремонтов, регулировочно-наладочных работ). От своевременного и качественного выполнения указанных мероприятий зависит величина разброса эксплуатационных параметров, определяющих свойства элементов здания. При высоком уровне эксплуатации зданий величина этого разброса также мала.
При нарушении технологии изготовления деталей, монтажа зданий и их эксплуатации будет наблюдаться большой разброс эксплуатационных параметров по отношению к их среднему значению. В этом случае среднеквадратичное отклонение о2 велико (см. рис. 133).
Строгий технический контроль за соблюдением технологических процессов в период изготовления строительных конструкций, а также контроль за качеством монтажа зданий на стадии приемки их в эксплуатацию дает возможность снизить затраты на техничес-
304
кую эксплуатацию за счет увеличения межремонтных сроков. В нашем примере (см. рис. 133) это увеличение выражается отрезком х=3(о2—Oi). т. е. увеличение межремонтного срока пропорционально уменьшению среднеквадратичного отклонения фактических сроков службы от их средних значений.
Как отмечалось ранее, безотказность элементов зданий — важнейший параметр, характеризующий их надежность.
В инженерно-технических системах и конструкциях зданий показателем, характеризующим уровень безотказности, является коэффициент готовности:
Кг = 7'0/(Г0 + Гв), (H3J
где То — среднее время между отказами, определяется статистик ческими методами; Тв — среднее время восстановления работоспособности элемента здания.
Однако в связи с тем, что время восстановления элементов здания мало по сравнению со средним сроком их службы, на практике это время часто не учитывают. Например, если средний срок службы труб систем горячего водоснабжения между очередными отказами равен 120 мес, а среднее время восстановления (ремонта) систем горячего водоснабжения Тв=2 мес, то коэффициент готовности систем Кг=120/ (120+ +2) =0,984.
Если в этом случае принять соответствующие организационно-технические мероприятия по сокращению продолжительности ремонта, то оказывается, что даже значительное увеличение производительности ремонтно-эксплуатационных служб не дает заметного повышения коэффициента готовности. Если в нашем примере продолжительность ремонта сократить в 2 раза, то и в этом случае коэффициент готовности повысится всего на 1 % 2<г=120/(120+1) =0,991.
Однако приведенный вывод сделан из условия, что все п отказов не устраняются и вызывают немедленный отказ системы. В этом случае за некоторый промежуток времени Т? среднее время между отказами определяют из выражения
То = Тр/п или Гр = пТ0. (114)
Если же в эксплуатационном подразделении функционирует аварийно-диспетчерская служба, оперативность которой оценивается некоторой вероятностью 20—370 305
устранения возникающих неисправностей в пределах допустимого времени тд [Р(тд) =0...1], то не все возникающие отказы и неисправности будут влиять на нормальное функционирование инженерных систем и других элементов зданий, а только те, которые не будут устранены в пределах допустимого времени тд, что можно выразить следующей математической зависимостью:
П0 = П — пР (Тд) = п[1 — Р(Тд)], (115)
где п — число отказов за определенный промежуток времени; пРтд—число отказов, которые с вероятностью Р(тд) будут устранены в предельно допустимое время тд; п0 — число отказов, не устраненных в предельно допустимое время и влияющих на безотказность элемента (системы) здания.
Приведенные выше соображения верны для большинства систем и элементов зданий, отказ которых не приводит к немедленной потере их работоспособности. Например, останов отопительной системы не приведет к немедленному охлаждению здания, так как конструкции здания и отопительная система обладают аккумулирующей способностью. Если за предельно допустимое время, в течение которого после прекращения функционирования системы здание не охладится ниже минимальных пределов, ее неисправность будет своевременно устранена, то пользующиеся зданием практически не ощутят отказа. В этом случае среднее время между фактическими отказами (с учетом только тех отказов, которые не будут устранены в предельно допустимое время) определяют из выражения
= Тр/п0 = пТ0/{п [ 1 - Р (тд)]} = Го/[ 1 - Р (тд)]. (116)
Из выражения (116) следует, что чем выше оперативность ремонтно-эксплуатационных служб, тем больше выигрыш в безотказности элементов зданий. Если обозначить коэффициент выигрыша в безотказности вследствие оперативности ремонтно-эксплуатационных служб через г), то его значение можно определить по формуле
т) = 7’од/То/{[1-Р(тд)]Го} = 1/[1-Р(тд)]. (117)
Если, например, оперативность ремонтно-эксплуатационных служб Р(тд)=0,9, т. е. в 90 случаях из 100 возникающие в системе неисправности могут быть устранены в предельно допустимое время, то коэффициент выигрыша т] = 1/( 1—0,9) =10.
806
Это значит, что если ремонтно-эксплуатационные службы будут выполнять все поступающие заявки на неисправности в пределах того времени, которое указано в правилах и нормах технической эксплуатации зданий, то это равносильно техническому резервированию по повышению практической безотказности элементов.
Необходимость ремонта может быть вызвана мо-^льным старением конструкций и зданий в целом, оральный износ жилых зданий разрешается устранять при очередных плановых ремонтах.
: В процессе эксплуатации зданий выполняют два ^яда ремонтов: капитальный и текущий. Положением ? проведении планово-предупредительных ремонтов установлены дифференцированные нормы затрат на текущий ремонт зданий в зависимости от их назначения. Для жилых зданий эти затраты составляют 0,75... 1,5 % их балансовой стоимости в зависимости от группы капитальности здания: чем выше группа капитальности, тем меньше удельный вес затрат. Например, для Жилых домов, отнесенных к первой группе капитальности, удельный вес затрат на текущий ремонт составляет 0,75 % балансовой стоимости. Для общественных зданий эти затраты равны 1,1...5 % балансовой стоимости.
Работы по текущему ремонту финансируются из собственных доходов эксплуатационных организаций. В жилищном хозяйстве структура этих доходов при-йерно следующая: квартирная плата — 69 %, арендная плата — 17 %, сбор с арендаторов — 8°/о, прочие доходы — 6 %.
Нормы затрат на капитальный ремонт жилых домов государственного жилищного фонда устанавливают в зависимости от капитальности зданий в размере 1,1...3,3 % балансовой стоимости. Капитальный ремонт основных фондов жилищного хозяйства финансируется из государственного бюджета, средств предприятий и организаций, на балансе которых находятся дома, отчислений от арендной платы за нежилые помещения и свободных остатков средств жилищных организаций.
Изменения в техническом состоянии зданий и домовладений учитывают в паспорте зданий, в котором приводят сведения о земельном участке, составе, тех-20* 307
ническом состоянии, площади, объемах, стоимости, износе и другие данные о строении и элементах благоустройства домовладения, а также инженерных коммуникациях жилого дома. Эти данные периодически обновляют путем проведения паспортизации и инвентаризации основных фондов — не реже одного раза в три года. Для зданий паспорт заменяет инвентаризационные ведомости, поэтому при наличии паспорта на здание в процессе текущей инвентаризации эти ведомости не составляют.
Паспорта на здание составляют районные или городские бюро технической инвентаризации при непосредственном участии инженерно-технических работников эксплуатационных организаций. Для заполнения паспорта проводят:
сверку всех строений и сооружений на домовом участке с инвентаризационными планами;
осмотр находящихся на участке сооружений и элементов благоустройства (покрытий, заборов, спортивных сооружений, зеленых насаждений и т. п.);
обследование основных конструктивных элементов зданий (фундаментов, стен, лестниц, крыш, фасадов);
обследование состояния полов, перекрытий, заполнения оконных и дверных проемов, внутренней сети водопровода, канализации, центрального отопления, газоснабжения, санитарно-технических устройств.
По результатам технического обследования элементов зданий определяют необходимость ремонта.
Стоимость капитального ремонта элементов зданий рассчитывают по укрупненным и усредненным расценкам на ремонт и замену конструктивных элементов и оборудования зданий, составляемым проектно-сметными организациями. Если стоимость ремонта не превышает амортизационного износа за период после последнего капитального ремонта, то уровень организации технического обслуживания и ремонта здания следует считать удовлетворительным. Так, если паспортизацией в здании первой группы капитальности потребность в ремонте определена в 9 % балансовой стоимости, а последний ремонт в здании проводился 9 лет назад и нормативный износ для данной группы капитальности здания установлен 1,1 % в год, то допустимый износ за весь межремонтный период составляет 1,1 -9=9,9 %. Поскольку фактический износ, оп-
608
'ределенный в ходе паспортизации, ниже допустимого, io уровень технической эксплуатации здания следует признать удовлетворительным.
Степень износа конструктивных элементов и зда-ния в целом устанавливают в соответствии с «Правилами оценки физического износа жилых зданий ВСН 53-86(р)» (Госгражданстрой. — М.: Прейску-рантиздат, 1988. — 72 с). Физический износ определяют по таблицам, приведенным в Методике, при этом износ всего элемента подсчитывают путем суммирования износов отдельных его участков, по удельному весу их в общем объеме элемента. Износ здания в целом определяют путем сложения физического износа отдельных конструкций элементов, взвешенных по удельному весу восстановительной стоимости каждого из иих в общей стоимости здания.
§ 28. Система планово-предулредитепьных ремонтов и технического обслуживания зданий
Совокупность организационных и технических мероприятий по обслуживанию и ремонту конструкций, санитарно-технических систем и инженерных устройств «здания по заранее составленному плану называют системой планово-предупредительных ремонтов.
Мероприятия планово-предупредительного ремонта взаимосвязаны и существенно влияют друг на друга.
Своевременное обследование зданий и их оборудования с одновременной наладкой и регулировкой сани-1арно-технических норм и инженерных устройств — основная предпосылка для сокращения объемов работ Ио текущему ремонту и доведения его стоимости до утвержденных нормативов. Наоборот, несвоевременные и низкого качества наладочные работы в здании Могут увеличить потребность в плановых текущих ремонтах, объемы и характер которых в этих условиях Могут соответствовать капитальному ремонту. В свою ©чередь несвоевременный и низкого качества текущий ремонт создает условия для преждевременного износа Конструкций.
Исследования показывают, что стоимость капитального ремонта при отсутствии четкой системы плановых текущих ремонтов увеличивается в 3...4 раза против утвержденных нормативов. Кроме того, одни
309
ми работами по текущему ремонту при отсутствии четкой системы плановых капитальных ремонтов невозможно достичь безотказной работы элементов здания в течение не менее нормативного срока службы.
Важным фактором в системе планово-предупредительных ремонтов является оперативная работа аварийно-диспетчерских служб. Выше указывалось, что случайные отказы в работе элементов зданий неизбежны, несмотря на проведение планово-предупредительных работ. Число отказов зависит от многих причин, в том числе от сложности конструктивных элементов, санитарно-технических систем и инженерных устройств. Своевременное устранение неисправностей и отказов, возникающих в процессе эксплуатации, пре дупреждает порчу других конструкций, взаимосвязанных с поврежденной конструкцией, и обеспечивает нормативную долговечность здания.
Таким образом, система планово-предупредительных ремонтов включает:
планово-предупредительный (комплексный) капитальный ремонт;
выборочный капитальный ремонт;
плановый текущий ремонт;
обследование, регулировку и наладку конструкций, санитарно-технических систем и инженерных устройств здания (осмотры);
аварийный (непредвиденный) текущий ремонт, выполняемый аварийными и диспетчерскими службами.
Плановый капитальный ремонт должен предусматривать восстановление износа всех конструкций, санитарно-технических систем и инженерных устройств в здании, если срок службы или их техническое состояние требуют этого ремонта. Условием для назначения здания на плановый ремонт является не наличие неисправностей, а сроки службы элементов, требующих ремонта для предупреждения массового отказа конструкций и других элементов зданий. Например, рулонную кровлю необходимо капитально ремонтировать в плановом порядке через каждые 6 лет (для условий Москвы), несмотря на то, что к началу ремонта кровля будет находиться в исправном состоянии. Цель плановых ремонтов как раз и заключается в том, чтобы предупредить массовые отказы элементов в течение всего срока их службы.
ею
При каждом очередном плановом ремонте состав ремонтируемых конструкций меняется. Это объясняется тем, что межремонтные сроки службы элементов зданий, как правило, неодинаковы.
В соответствии с «Положением о проведении планово-предупредительных ремонтов жилых и общественных зданий» периодичность плановых ремонтов устанавливают в 10...15 лет. Согласно Положению в первые 10 лет ремонтируют системы горячего водоснабжения, крыши и кровли, фасады с герметизацией стыков и другие конструкции, которые по своему состоянию будут требовать ремонта. В очередные Десять лет — через 20 лет — в здании будут ремонтировать помимо перечисленных элементов системы холодного водоснабжения, отопления, канализации, полы, электрооборудование, а также элементы благоустройства территорий домовладений. Таким образом, каждый раз планируется различный набор ремонтируемых элементов в соответствии со сроками их службы.
Такой вид планового ремонта, при котором предусматривается одновременное восстановление работоспособности всех элементов здания, часто называют комплексным ремонтом. Он является основным видом ремонта в системе мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий.
Ремонтно-эксплуатационные организации заранее планируют плановый ремонт в перспективных планах развития жилищного хозяйства не менее чем на пятилетие. При очередном плановом ремонте предусматривают повышение степени благоустройства и улучшение планировки квартир, если эти работы экономически обоснованы и требуются по техническому состоянию здания. Целесообразность улучшения планировки зданий в каждом отдельном случае подтверждается экономическим расчетом в соответствии с градостроительными, санитарно-гигиеническими и другими требованиями.
Проектно-сметная документация на планово-преду-предительный ремонт должна предусматривать установку недостающих санитарно-технических и инженерных устройств. Эти работы относятся к мероприятиям по повышению степени благоустройства зданий.
В процессе эксплуатации возможно появление неисправностей элементов зданий в межремонтный пе
311
риод. Как указывалось ранее, такие отказы конструкций при четкой системе плановых ремонтов маловероятны, но возможны. Эксплуатационные свойства таких элементов восстанавливают в ходе выборочного ремонта. В ветхих домах с износом более 60 % производят выборочный ремонт охранно-поддерживающего характера, обеспечивающий безопасное проживание в них до сноса.
При распределении затрат на капитальный ремонт не допускается и обезличивание в пределах города или района. В каждом городском или районном жилищном органе имеется отдел, в обязанности которого входят организация капитального ремонта, контроль за его ходом и приемка объектов, законченных капитальным ремонтом. Однако лимиты на капитальный ремонт зданий должны распределяться по жилищно-эксплуатационным организациям в зависимости от группы капитальности жилых домов, находящихся в их эксплуатации. При этом необходимо учитывать также техническое состояние зданий.
На капитальный ремонт жилые дома назначает жилищно-эксплуатационная организация, на обслуживании которой эти дома находятся. Назначение на ремонт производится на основании утвержденных перспективных планов не позднее чем за 21 мес до начала года, в котором планируется ремонт. Это время необходимо для инженерных обследований здания, составления проектно-сметной документации, а также подготовки объекта к началу ремонта (выселение проживающих на постоянное или временное месте жительства, если оно требуется по условиям производства работ; завоз материалов, оборудования и механизмов; устройство временных сооружений, необходимых для организации ремонтно-строительных работ и др.).
При использовании лимитов на капитальный ремонт необходимо расходовать их на основной вид ремонта — планово-предупредительный (не менее 50 % выделяемых средств).
Сводные списки объектов, намеченных на капитальный ремонт, должны быть согласованы с архитектором района и утверждены исполкомом районного Совета народных депутатов и городским жилищным управлением за 20 мес до начала планируемого года ремонта.
312
В связи с тем, что на выборочный ремонт невозможно заранее составить списки, в проектах перспективных планов предусматривается 30...50 % средств на этот вид ремонта, имея в виду, что объемы ремонта отдельных конструкций позволяют финансировать их по расцененной описи без составления проектно-сметной документации.
Утвержденные исполкомом местного Совета народных депутатов и городским жилищным управлением списки домов, назначенных на капитальный ремонт, являются основанием для оформления заказов на составление проектно-сметной документации. Заказы на техническую документацию оформляют не позднее 1 мая года, предшествующего планируемому.
Одновременно с заказом на изготовление проектно-сметной документации эксплуатационная организация должна передать необходимые документы: технический паспорт здания и домовладения; поэтажные планы и генплан участка;
паспорт на цветовое решение фасадов, выданный архитектурным органом;
справку специализированной газовой службы о состоянии внутренних газовых сетей и газовых вводов;
справку об отпуске теплоты, газа, воды от соответствующих специализированных служб в случае, если дом не обеспечивался этими видами снабжения.
При необходимости замены санитарно-технических систем, межремонтный срок которых не истек, представляют акт с указанием причины преждевременного износа.
Проектная организация до начала инженерных обследований здания должна внимательно изучить первичную документацию, обратив особое внимание на причины, вызвавшие преждевременный износ элементов дома.
Если плановый ремонт предусматривает перепланировку помещений, эксплуатационная организация должна принять непосредственное участие в рассмотрении проектных предложений по новой планировке на техническом совете проектной организации и присутствовать при согласовании на междуведомственной комиссии исполкома местного Совета народных депутатов. Кроме того, эксплуатационная организация в процессе изготовления технической документации
318
проектной организацией участвует в промежуточном рассмотрении объемов и характера капитального ремонта здания, обращая внимание на мероприятия по устранению причин, вызвавших преждевременный износ элементов здания. Вся проектная документация должна быть согласована с эксплуатационной организацией, заказчиком и подрядной организацией. Изготовление технической документации должно заканчиваться не позднее 1 августа года, предшествующего началу года, в котором планируется производство работ.
После приемки и утверждения технической документации проектная организация обязана безвозмездно исправлять допущенные ошибки, независимо от срока их обнаружения.
Срок передачи подрядным организациям утвержденной технической документации на капитальный ремонт жилых домов установлен 1 сентября года, предшествующего году проведения ремонтно-строительных работ. Для объектов, где начало работ планируется на второе полугодие, «Правилами и нормами технической эксплуатации жилищного фонда» (М.: Стройиздат, 1974. — 259 с.) срок передачи документации подрядчику установлен не позднее 1 декабря.
Техническую документацию на сумму ремонтных работ до 10 тыс. руб. утверждает главный инженер районного жилищного органа, до 150 тыс. руб. — зам. председателя исполкома районного Совета народных депутатов, свыше 150 тыс. руб. — начальник городского жилищного управления.
Не допускается использовать проектно-сметную документацию, которая к началу производства работ по ремонту здания оказалась устаревшей и не соответствует современным санитарно-гигиеническим, градостроительным требованиям и требованиям индустриализации ремонтно-строительных работ, а также с истекшим сроком утверждения (не более трех лет).
На все объекты, обеспеченные технической документацией и финансированием и включенные в план ремонта, должны быть составлены титульные списки, которые утверждаются исполкомом местного Совета народных депутатов до 1 сентября года, предшествующего году ремонта, после согласования их с городским жилищным управлением.
314
Капитальный ремонт здания — наиболее ответственный период в деятельности эксплуатационной организации. До начала работ подрядные организации должны представить заказчику график работ и журнал технического и авторского надзора для их регистрации.
Отселение жильцов из домов, подлежащих ремонту (если оно требуется по проекту организации работ), должно быть закончено не позднее чем за 15 дней до начала ремонта. Расходы на перевозку имущества людей, переселяемых на новое место жительства, оплачиваются из средств, отпущенных на капитальный ремонт дома.
Перед началом работ представители эксплуатационной организации, технического надзора за капитальным ремонтом, ремонтно-строительной и проектной организаций совместно уточняют готовность объекта к производству работ, решают организационные и технические вопросы, обеспечивающие выполнение утвержденных графиков ремонта. К этому времени ремонтируемый объект необходимо обеспечить десятидневным запасом строительных материалов, а также изделиями, машинами и механизмами.
Готовность объекта к ремонту подтверждается актом, подписанным представителями перечисленных выше организаций, который служит разрешением на начало работ на объекте. В процессе капитального ремонта инженерно-технический персонал жилищно-эксплуатационной организации должен контролировать ход ремонтных работ и их качество, а также объемы выполненных работ. Активирование скрытых работ осуществляется с участием представителей проектной и эксплуатационной организаций и производителя работ.
Инженерно-технические работники ремонтно-строительных организаций обязаны:
выполнять требования лиц, осуществляющих технический надзор за ходом работ (представителей проектной, жилищно-эксплуатационной организации и технадзора) и соблюдением технологии ремонтно-строительных работ, исправлять и переделывать некачественно выполненные работы, соблюдать требования проекта организации работ на объекте;
815
своевременно вносить в журнал работ записи о выполнении замечаний технического надзора;
принимать меры к устранению нарушений в организации работ на объекте.
Приемку объекта, законченного ремонтом, выполняют в соответствии с требованиями, изложенными в § 6.
Текущий ремонт заключается в систематических и своевременных работах по предохранению частей здания и оборудования от преждевременного износа и по устранению возникающих мелких неисправностей и повреждений. Текущий ремонт производит эксплуатационная организация (хозяйственным способом) или специализированная организация на договорных началах (подрядным способом). В него входят регулировка и наладка оборудования, выполняемые при обследовании (по графику) закрепленных на поточное обслуживание за каждым рабочим (бригадой) квартир, частей здания и оборудования, а также инструктаж жильцов или персонала по содержанию домового оборудования и пользованию им;
выполнение непредвиденного ремонта, который заключается в устранении внезапно возникающих неисправностей, обнаруженных в ходе обследований (осмотров), или по заявкам проживающих, в сроки, установленные «Правилами и нормами технической эксплуатации жилищного фонда»;
проведение плановых (профилактических) текущих ремонтов, выявляемых и планируемых заранее по объему и времени выполнения исходя из требований «Положения о проведении планово-предупредительного ремонта жилых и общественных зданий» с учетом технического состояния элементов дома.
На планово-предупредительный текущий ремонт направляют 75...80 % всех ассигнований, выделенных на этот вид ремонта; на непредвиденный текущий ремонт расходуют остальные 20...25 % указанных ассигнований. При работах хозяйственным способом приказом по организации, эксплуатирующей здание, за каждым рабочим текущего ремонта закрепляется определенный участок в соответствии с «Типовыми нормами времени по текущему ремонту жилищного фонда» (М.: НИИ труда Госкомитета СССР по труду и социальным вопросам, 1988. — 64 с.). Примерные
816
нормы затрат труда на осмотры элементов зданий приведены ниже (табл. 8).
Таблица 8. Нормы затрат труда на осмотры элементов зданий
Конструктивные элементы Число осмотров в год Нормы времени на единицу измерения, чел.-ч
на один осмотр на год
Кровля, 1000 м2 12 1,84 22
Деревянные конструкции, 1000 м2 жи-дой площади 1 7 7
Штукатурные, малярные и отделочные работы, 1000 м2 жилой площади 1 7 7
Каменные конструкции, 1000 м2 жилой площади 1 3,5 3,5
Печи, кухонные очаги, 100 печей 4 6 24
Водопровод, канализация, горячее водоснабжение, 100 квартир 12 63 760
Центральное отопление, 1000 м2 жилой площади 6 10 60
Электросети и электрооборудование, 1000 квартир 6 3 18
В табл. 8 приведены нормы затрат труда на проведение периодических обследований элементов здания с производством необходимых наладочных и регулировочных работ.
Время, необходимое для выполнения непредвиденных работ, определяют в процентах от общего баланса времени в чел.-ч. Величина его принимается для данной профессии рабочих в каждом отдельном случае в зависимости от технического состояния зданий, конструкций и оборудования и должна быть (при правильной технической эксплуатации) не более 25 %.
Для определения баланса рабочего времени (табл. 9, гр. 3) принимают число рабочих часов в году на одного рабочего (в нашем примере принято условно 2070 ч на год), умноженное на число рабочих по штату.
В гр. 4 указывают число видов конструкций и оборудования, закрепленных за рабочими определенной профессии, в единицах измерения, принятых в нормах затрат труда (см. табл. 8). Например, если кровельщики обслуживают 44 тыс. м2 кровли, то количество обследуемых единиц будет 44000 : 1000 = 44. Гр. 5
317
Таблица 9. Баланс рабочего времени на текущий ремонт
Профессия рабочих Число рабочих по штату Общий баланс рабочего времени, чел.-ч В том числе
осмотры непредвиденные работы плаиово-преду- i предительный (профилактичес- ' кий) ремонт, чел.-ч
о я и О о, и се S ч S а* о х время, чел.-ч % к общему балансу время, чел.-ч
1 2 3 4 5 6 7 8
Кровельщики 5 9725 44 968 5 486 8271
Плотннки-сто- 4 7780 72 504 5 389 6887
лЯры Слесари-сан-техннкн 12 23340 23,3 17708 10 2334 3298
заполняют цифрой, полученной путем умножения цифры, взятой в гр. 4, на норму времени на год, взятую из табл. 8.
Гр. 7 заполняют цифрой, полученной в результате умножения цифры из гр. 3 на установленный для данного оборудования или конструкции процент времени, затрачиваемого на устранение неисправностей и повреждений конструкций.
После вычитания из общего баланса времени, необходимого для обследования элементов зданий и выполнения непредвиденных работ, получают число чел.-ч., которое можно затратить на плановый (профилактический) ремонт (гр. 8).
В жилищно-эксплуатационной организации должен вестись учет ремонтов квартир силами квартиросъемщиков, а также выполнения предписаний, выданных инженерно-техническими работниками на выполнение этого вида работ.
Для улучшения работ по удовлетворению заявок населения в жилищно-эксплуатационных организациях в счет баланса времени, рассчитанного на непредвиденные работы, должны создаваться диспетчерские службы с числом рабочих, соответствующим интенсивности поступления и устранения отказов, определяемых расчетом.
Для учета заявок жителей на ремонт конструкций и оборудования в диспетчерском пункте ведут журнал с указанием сроков выполнения работ. Журнал еже
818
дневно проверяет руководитель эксплуатационной организации (начальник или главный инженер).
Заявки на работы, которые по объемам и сложности не могут быть выполнены рабочими диспетчерских пунктов, передают старшему инженеру. В распоряжении старшего инженера находятся все рабочие, занятые текущим ремонтом, организованные в комплексные бригады.
В соответствии с «Положением' о проведении планово-предупредительных ремонтов жилых и общественных зданий» плановый текущий ремонт проводят в зданиях 1 раз в 3...6 лет, при этом должны выполняться все работы, которые по объему и характеру отнесены этим Положением к текущему ремонту.
В соответствии с перспективным планом в годовой план текущего ремонта следует включать примерно 17% всей жилой площади, так как в жилищно-эксплуатационной организации выполняется очередной плановый капитальный ремонт (один раз в 10... 15лет), при котором должны производиться все работы и по текущему ремонту.
На каждое строение, включаемое в план текущего ремонта, составляют расцененную опись, в которой учитывают работы не только в жилых домах, но и в котельных, тепловых пунктах, а также ремонт элементов благоустройства. Работы планово-предупредительного текущего ремонта выполняют по графикам, утвержденным главным инженером эксплуатационной организации. Для текущего профилактического ремонта бригаде рабочих на каждое строение выдают наряд-задание на основании описи работ, составленной на данное строение. В процессе ремонта дополнительные работы должны выполняться одновременно с основными работами, при этом опись работ корректируется.
Законченные работы на объекте принимает от бригады комиссия в составе: главного инженера эксплуатационной организации, техника и представителя общественных организаций (домкома). На принятый объект составляют акт.
Принципиальная схема ведения работ подрядным способом предусматривает:
специализированные подразделения, выполняю
319
щие планово-предупредительный ремонт и наладку оборудования;
круглосуточную диспетчерскую службу, выполняющую работы по устранению возникающих неисправностей элементов зданий.
Основные принципы организации специализированных участков по плановому текущему ремонту приняты такие же, как и в ремонтно-строительных организациях:
структурное построение: комплексная бригада — участок мастера—участок производителя работ (старшего производителя работ)—РСУ райжилуправления (объединения);
система оплаты труда работников по ставкам ремонтно-строительных организаций: сдельно-премиальная— по работам, выполняемым комплексными бригадами, и повременно-премиальная — по работам диспетчерского обслуживания.
Средний безотказный срок службы санитарно-технических приборов между очередными наладочными работами (замена прокладок, регулировка) установлен 8 мес. С учетом среднеквадратичного отклонения фактических сроков службы срок между очередными наладками санитарно-технического оборудования в доме принят 6 мес.
При участке мастера создается комплексная бригада, в задачу которой входят наладка и регулировка санитарно-технических приборов и арматуры (разборка, замена прокладок и сальниковых уплотнений, подтягивание крепления деталей, регулировка хода шпинделя и рычагов и др.) с целью обеспечения безотказной работы приборов до очередной наладки.
Возникающие неисправности в периоды между плапово-предупредительным текущим ремонтом и наладкой оборудования выполняют диспетчерские службы.
Число рабочих для жилищных организаций зависит от качества жилищного фонда, степени его износа, а также компактности территориального расположения микрорайона. Все это обусловливает интенсивность потока заявок, а также интенсивность их устранения — основные параметры расчета числа рабочих.
Число рабочих для выполнения плановых работ по
820
текущему ремонту определяют из условия среднегодовой выработки на одного рабочего 2500...4000 руб. Средняя выработка зависит от капитальности и износа жилищного фонда.
В зависимости от конструктивных особенностей и состава эксплуатируемого жилищного фонда комплексные бригады при участке мастера комплектуются рабочими разных профессий: слесари-сантехники — 4...6 чел.; маляры-штукатуры — 4 чел.; плотники-кровельщики — 4 чел.; а также расчетным числом рабочих для диспетчерских служб.
Бригадир комплексной бригады организует работу на основании наряда-задания, выданного ему на весь дом.
Общую схему ремонтно-строительной организации по производству текущего ремонта и наладке оборудования жилых домов см. на рис. 58.
В составе этой организации имеются:
хозрасчетные участки (участок) по текущему ремонту и наладке оборудования;
подсобные производственные предприятия (строй-двор) и база механизации;
аварийная служба.
Хозрасчетный участок по текущему ремонту и наладке оборудования — основная производственная единица, организующая плановый ремонт и диспетчерское обслуживание жилых домов. Свою работу участок строит на договорных началах с жилищно-эксплуатационной организацией. С этой целью участок осуществляет следующие мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту элементов зданий:
ежегодно выполняет планово-предупредительный ремонт жилых домов в объеме не менее 17 % всей эксплуатируемой площади жилищной организации, характер и объем текущего ремонта должны предусматривать приведение ремонтируемого здания в исправное состояние; при этом рекомендуется в титулах на капитальный ремонт предусматривать ассигнования на капитальный ремонт конструкций дома, ремонтируемого по плану текущего ремонта, если состояние конструкций дома требует капитального ремонта;
выполняет работы по подготовке зданий к зимней и весенне-летней эксплуатации;
осуществляет диспетчерское обслуживание жилых
21—370
321
домов- хозрасчетный участок имеет при диспетчерской службе число рабочих в соответствии с расчетом; при необходимости число рабочих может быть уменьшено или увеличено, так как рабочие, которые производят планово-предупредительный ремонт, и диспетчерская служба подчинены одному мастеру. Таким образом, обеспечивается постоянная ответственность службы планового ремонта за качество выполняемых работ, так как от него в значительной степени зависит число новых заявок на плохую работу систем и оборудования.
Хозрасчетный участок имеет в своем составе прорабские участки производителей работ из расчета один участок на 3...4 жилищно-эксплуатационные организации. Участок производителя работ организует и контролирует работу участков мастеров при каждой жилищно-эксплуатационной организации, руководит через мастера работами по устранению возникающих неисправностей и работами по заявкам населения.
Мастеру подчиняется комплексная бригада, в состав которой входят рабочие диспетчерской службы. Он организует работу бригады по выполнению плановых работ, а также периодически контролирует выполнение заявок диспетчерской службой. Постоянное рабочее место мастера — жилищно-эксплуатационная организация, жилищный фонд которой находится иа техническом обслуживании и ремонте мастера. Он 2 раза в неделю принимает население по вопросам технической эксплуатации зданий. Мастер контролирует качество работ, выполненных комплексной бригадой по плановому ремонту и наладке санитарно-технических систем и оборудования. Для этого он лично 1 раз в 6 мес проверяет качество работ по наладке оборудования в каждой квартире.
Подсобные предприятия (стройдвор) выполняют заказы на все виды текущего ремонта (планово-предупредительный, наладку инженерного оборудования, диспетчерское обслуживание), для чего в их составе организуются цеха: лесопильный, плотнично-столярных изделий, колерный, электроцех, растворный узел, кузнечно-механический.
При стройдворе создается база механизации ремонтно-строительных работ, которая комплектуется машинами и механизмами по следующим временным
322
нормативам (на 1 млн. руб. ремонтно-строительных работ): два экскаватора с кошвами емкостью по 0,15 м3 и один с ковшом емкостью 0,3 м3, один бульдозер, три автопогрузчика, четыре автокрана, три автокомпрессора.
База механизации имеет также строительные подъемники, электрифицированные люльки, передвижные мастерские, хозяйственные блоки и другое оборудование.
Крупные аварии устраняет хозрасчетная аварийная служба районных жилищных управлений (объединений), которая имеет необходимые машины и механизмы и работает круглосуточно.
В нерабочее время и праздничные дни аварийная служба осуществляет оперативный контроль за работой диспетчерских служб жилищно-эксплуатационных организаций.
Для более эффективного использования транспорта, оперативного сосредоточения машин и механизмов на наиболее ответственных участках работ аварийные и диспетчерские службы оснащаются радиостанциями, что дает возможность осуществлять трехстороннюю связь (аварийная служба района — аварийная бригада — диспетчерская служба жилищно-эксплуатационной организации).
При городском жилищном органе создается главная диспетчерская служба, имеющая прямую телефонную связь со всеми службами района и города и радиосвязь с аварийными службами районных жилищных управлений (объединений).
Главная диспетчерская служба работает круглосуточно. Основная ее задача — контроль за работой всех систем аварийно-диспетчерского обслуживания, а также в случае необходимости сосредоточение средств для устранения сложных аварий или неисправностей в жилищном фонде города.
Важным вопросом в совершенствовании организации текущего ремонта жилых домов является внедрение средств механизации с учетом специфики этого вида ремонта. Текущий ремонт продолжается на одном объекте не более одного месяца, поэтому организовывать временные подсобные помещения, а также мастерские и помещения для отдыха и приема пищи рабочих по аналогии с организацией строительных
21*
323
Рис. 134. Передвижная мастерская для текущего ремонта
Рис. 135. Машина для перевозки мастерских текущего ремонта и бункеров-наполнителей
и ремонтно-строительных работ при капитальном ремонте нерационально. Свою особенность имеет и процесс удаления из ремонтируемого объекта мусора, накапливающегося при текущем ремонте неравномерно, в небольшом количестве. Для механизации работ по текущему ремонту применяют:
передвижные мастерские — малярные, штукатурные, санитарно-технические и кровельные (рис. 134). Мастерские обеспечены механизмами, в основном предназначенными для выполнения мелких доводочных операций, так как основные работы по изготов
324
лению материалов и деталей осуществляются на стройдворах;
передвижные хозблоки — специальный фургон, используемый также и для комплектации мастерских, в котором установлены шкафы для одежды, умывальник, стол и шкаф для сушки одежды. Хозблок рассчитан на четыре человека. При наличии в среднем в комплексной бригаде 12... 16 чел. устанавливают четыре хозблока;
передвижные складские помещения, устраиваемые в фургонах такого же типа;
санблок с душевыми кабинами и санузлом;
передвижной бункер-накопитель, который устанавливают на объекте и по мере его заполнения вывозят специальным автотранспортом (рис. 135).
Для транспортирования фургонов и бункеров применяется автомашина со специально сконструированной платформой. Машина обслуживает 12... 15 устройств, вызывается по радиостанции диспетчером Жилищно-эксплуатационной организации.
Применение передвижных мастерских и бытовых помещений наряду с улучшением условий труда дает экономическую выгоду — помещения в жилых домах, используемые для этих целей, передаются в аренду.
В каждой жилищно-эксплуатационной организации оборудуется объединенная диспетчерская служба, для которой отводятся специальные помещения: комната для размещения пульта управления с аппаратурой, мастерские электромонтеров по лифтам, мастерская слесарей-сантехников, комната отдыха дежурного персонала, комната старшего диспетчера и т. п.
Для руководства диспетчерской службой и координации работ всех специализированных служб в штатах жилищно-эксплуатационных организаций имеются 1 старший инженер-диспетчер и 3—4 дежурных техника-диспетчера (один в смену).
Старший диспетчер и дежурный диспетчер выдают задания на устранения неисправностей рабочим соответствующих специализированных служб (Лифтре-монт, «Инжремонт», РСУ), передают заявки на выполнение аварийных работ службам городских организаций (газовое хозяйство, теплосеть, водопроводно-канализационное хозяйство и др.) и контролируют их выполнение (рис. 136).
325
ОБЪЕКТЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ СЛУЖБЫ
Рис. 136. Схема объединенной диспетчерской службы (ОДС)
Качество и сроки выполнения заявок записывает дежурный диспетчер в специальные журналы. Старший диспетчер ежедневно докладывает руководителю жилищно-эксплуатационной организации об итогах работы диспетчерской службы за истекшие сутки. Сроки и качество выполнения нарядов специализированными подрядными организациями учитываются при ежемесячных расчетах за выполненные ими работы.
Дежурная смена на диспетчерском пункте состоит из диспетчера (руководитель), слесарей-сантехников, электриков, электромонтеров по лифтам и контрольно-измерительной аппаратуре, слесарей по тепловым пунктам, а также рабочих других профессий в соответствии с расчетом в зависимости от интенсивности поступления заявок.
С диспетчерского пульта дежурный диспетчер осу
626
ществляет постоянный автоматизированный контроль за работой лифтов, систем отопления холодного и горячего водоснабжения, бойлерных и элеваторных узлов, газовых котельных, электровводов в жилые дома, систем дымоудаления, за освещением лестничных клеток, дворовых территорий, номерных и пожарных знаков. На пульт сведены сигналы контроля за открыванием дверей подвалов, чердаков и машинных помещений лифтов, о затоплении подвалов и канализационных колодцев. Предусмотрен также контроль за загазованностью подвалов и коллекторов.
Диспетчер имеет возможность связаться по громкоговорящей связи с дворниками и другими работниками жилищной организации, проживающими на территории контролируемого микрорайона. В подъездах жилых домов имеется громкоговорящая связь с диспетчером, по которой каждый житель микрорайона может непосредственно из своего подъезда передать заявку о неисправности в диспетчерский пункт, сообщить желаемое время ее устранения и получить необходимую справку у диспетчера. Громкоговорящей связью оборудуют также все контролируемые объекты, поэтому диспетчер всегда может связаться с рабочим, находящимся вне помещения диспетчерского пункта, и сообщить ему очередное задание.
Все поступающие заявки, принятые решения и отданные диспетчером распоряжения фиксируются магнитофонной записью.
Взаимоотношения между жилищно-эксплуатационной организацией и специализированными ремонтно-строительными подразделениями оформляются годовым подрядным договором. К договору прикладываются подписанные сторонами графики:
производства работ по планово-предупредительному текущему ремонту;
производства работ по подготовке зданий к весенне-летней эксплуатации;
производства работ по подготовке зданий к зимней эксплуатации.
Главный инженер жилищно-эксплуатационной организации совместно с мастером непосредственно участвует в составлении описей работ на все виды ремонта, предусмотренные графиком. При этом удельный вес работ по плановому ремонту в общей стои
327
мости текущего ремонта жилых домов составляет 70 % (в том числе работы, связанные с подготовкой к весенне-летнему и зимнему периодам эксплуатации, и наладка инженерного оборудования зданий — 30 %) > а удельный вес непредвиденных работ и работ по заявкам населения — не более 30 %.
Все работы планово-предупредительного ремонта принимаются комиссией под председательством представителя жилищно-эксплуатационной организации и оформляются соответствующим актом. На основании этого акта производят расчет за выполненные работы.
Если подрядная организация не выполнила какой-либо показатель, стоимость работ соответственно уменьшается. Выполнение работ сверх оговоренных договором объемов без согласия жилищно-эксплуатационной организации не допускается. При наличии средств жилищно-эксплуатационная организация вправе оформить дополнительное соглашение.
Подрядчик отвечает за перерасход энергоресурсов и воды, если этот перерасход произошел по его вине, о чем составляют акт.
Рассмотрим пример расчета исходных данных для проекта организации текущего ремонта жилищного фонда микрорайона подрядным способом. Жилищный фонд микрорайона характеризуется данными, приведенными в табл. 10.
На основании «Положения о проведении планово-предупредительных ремонтов» дома № 4 и 6 по Фестивальной ул. в 1989 г. должны быть назначены на текущий ремонт в 1989 г.
Для определения трудоемкости предстоящих работ по текущему ремонту составляют опись. Расчет трудоемкости производят на основании Единых норм и расценок на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы, утвержденных Госстроем СССР и Госкомитетом по вопросам труда и заработной платы при Совете Министров СССР.
В опись должны быть включены все работы, которые относятся к текущему ремонту зданий.
Расчет трудоемкости работ. Объем окраски лестничных клеток в доме № 4 по Фестивальной ул. — 720 м2, доме № 6 — 840 м2. Общий объем масляной окраски стен лестничных клеток 1560 м2. По Сб. 20 «Ремонтно-строительные работы», вып. 1 «Здания и сооружения» ЕНиР на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы, §20-1-125 норма времени на улучшенную окраску 1 м2 стен при расчистке до 35 % составляет 0,47 ч.
Следовательно, общая трудоемкость окраски составит: 1560Х Х0,47=733,2 чел.-ч, в том числе по дому № 4 — 338,4, а по дому № 6 — 394, 8 чел.-ч.
628
Таблица 10. План проведения капитального и текущего ремонта жилищного фонда микрорайона
Адрес жилого здания Жилая площадь, м2 Число квартир Выполнение ремонтов в 1986—1990 гг. План ремонтов на 1991—1996 гг.
8 о 00 05 со со СП 1989 0661 05 О> CN о 05 1993 1994 J
Ленинградский пр. 7 4200 140 К Т
9 8100 240 Т — — -— — К —
11 6200 184 т — — — — т —- — —.
15 6200 184 —- К — -— — Т — —
17 4200 140 к — — — — т — — —
21 12500 310 — т — — — — К —
23 4200 140 — к — — — — т — —
27 8100 240 — —. Т — — — — к —
31 6200 184 — т — т — —
Фестивальная ул. 4 2500 80 — — т — — — — к
6 2420 80 — -— — т — — — — к —
10 3100 80 — — — к — — — — т —
12 2500 80 — — — к — — — — т —
14 4200 140 — — — — к — — — т
18 2500 80 — — — — т — — — — к
22 2430 80 — — — — т — — — — к
Примечание. В таблице к — капитальный ремонт, т — текущий ремонт
Таким же образом работам и группируют (табл. 11).
Таблица
определяют трудоемкость по всем другим по квалификациям рабочих-исполнителей
11. Расчет трудоемкости работ
Работы Квалификация рабочих Трудоемкость рабочих, чел.-ч
№ 4 № 6 всего
Кровельные Кровельщики 3620 3850 7470
Плотнично-столярные Плотник-столяр 2200 2780 4980
Каменные Каменщик 990 1500 2490
Санитарио-техни-чсские Слесарь-сантехник 4000 3500 7500
Штукатурно-малярные М а ляр -штукатур 4700 5780 10180
После этого определяют состав бригады для выполнения планово-предупредительного ремонта. С учетом предпраздничных, праздничных и выходных дней баланс рабочего времени условно принят на 1 рабочего 2070 чел.-ч в год.
Исходя из этого а также с учетом перевыполнения норм каждым рабочим в среднем на 20 % число рабочих рассчитывают следующим образом:
329
кровельщиков 7470/(1,2 • 2070) —3 чел.; столяров-плотников 4980/(1,2-2070) =2 чел.; каменщиков 2490/ (1,2- 2070) = 1 чел; слесарей-сантехинков 7500/(1,2 • 2070) =3 чел.; маляров-штукатуров 10180/(1,2-2070) =4 чел. Далее определяют продолжительность работы звеньев на каждом объекте в днях (из расчета работы в день по 8,2 ч, табл. 12). Таблица 12. Расчет продолжительности ремонта объектов
Работы Продолжительность работы, дни, в домах по Фестивальной ул.
№4 Кг 6
Кровельные Плотнично-столярные Каменные Саиитарно-техии-ческие Штукатурно-малярные 3620/(1,2-3-8,2)=122 2200/(1,2-2-8,2)=112 990/(1,2-1-8,2)= 101 4000/(1,2-3-8,2) = 135 4700/(1,2-1-8,2) = 117 3850/(1,2-3-8,2)=131 2780/(1,2-2-8,2)=141 1500/(1,2-1-8,2)=152 3500/(1,2-3-8,2)=118 5780/(1,2-4-8,2)=136
Эти данные служат для составления пообъектного графика работ планово-предупредительного ремонта. При расчете трудоемкости работ необходимо иметь в виду, что Единые нормы н расценки постоянно совершенствуются, поэтому следует руководствоваться теми разделами ЕНиР, которые на данный момент являются обязательными для ремонтно-строительных работ.
Помимо плановых работ в жилищио-эксплуатациоиной организации должны быть предусмотрены работы по подготовке объектов к сезонной эксплуатации. Для этого составляют описи, предусматривающие выполнение только тех работ, которые обеспечивают безотказность элементов здания в соответствующий период (весенне-летний или осенне-зимний).
В табл. 13 дана общая трудоемкость работ по подготовке домов к зиме.
Таким образом, для подготовки к зиме требуется: рабочих слесарей-саитехников из условия продолжительности работ (май, июнь, июль, август) 4 мес, или 86 рабочих дней (110,4+39,5+ +31,5+32,6+80,5) / (1,2 • 86) = 3 чел
рабочих-кровельщиков (13,05+5,5)/(1,2-86)=0,18 чел.;
рабочих столяров-плотников (8,9+20,4+16)/(1,2-86) =0,4 чел.; рабочих штукатуров-маляров (7,9+32,2+65)/(1,2-86) = 1 чел. Как видно из расчета, все кровельные и плиточные работы по подготовке зданий к зиме могут быть выполнены значительно раньше срока. Эти операции производят рабочие, занятые планово-предупредительным ремонтом, путем частичного переключения их на работы по подготовке зданий к зиме. Санитарно-техннческие, малярные н штукатурные работы будет выполнять по графику бригада, состоящая из трех слесарей-сантехников и одного маляра-штукатура.
630
Таблица 13. Общая трудоемкость работ по подготовке домов к зиме
Наименование работ, ед. изм. Объем Трудоемкость, чел. -ч/чел.» день
Санитарно-технические
Ремонт задвижек отопления н горячего водоснабжения. ШТ. 216 905,3/110,4
Ремонт запорной арматуры, шт. 564 323,9/39,5
Замена отдельных участков трубопроводов, м 166 258,3/31,5
Замена прокладок во фланцевых соединениях, шт. 408 267,32/32,6
Прочистка, промывка и опрессовка систем отопления, число систем Плотничные 16 660,1 80-5
Мелкий ремонт дверей, дверь 24 72,98/8,9
Замена разбитых стекол, м2 170 167,28/20,4
Установка дверных доводчиков, шт. Кровельные 160 131,2/2,6
Ремонт мягкой кровли, число мест 145 127,01/13,05
Замена водосточных труб, м Отделочные ПО 45,1/5,5
Окраска радиаторов. 10 м2 18 64,78/7,9
Изоляция трубопроводов шлаковатой, м2 322 264.04/32,2
Оштукатуривание и окраска поверхностей. м2 325 533/65
График подготовки домов к зиме (так же, как н к весенне-летнему периоду эксплуатации) должен быть составлен пообъектно. Продолжительность работы на объекте определяется трудоемкостью в соответствии с объемами работ на данном объекте.
Аналогично рассчитывают данные для проектирования работ по подготовке зданий к весение-летией эксплуатации. При этом учитывается требование равномерной загрузки рабочих в течение всего года за счет начала работ по подготовке к весенне-летнему периоду сразу по окончании работ, связанных с подготовкой зданий к зиме.
Таким образом, должна быть спланирована работа четырех групп рабочих:
бригады, осуществляющей плаиово-предупредительный текущий ремонт;
бригады (звена), выполняющей работы пе подготовке зданий к сезонной эксплуатации;
группы по наладке санитарно технических систем;
331
группы при диспетчерском пункте.
Пример расчета числа рабочих для двух первых групп мы рассмотрели выше.
Расчет числа слесарей-саитехников н электриков для диспетчерских служб приведен в § 26 настоящего учебника. Приведем пример расчета числа рабочих для наладочных н регулировочных работ при очередных осмотрах санитарно-техиических приборов и оборудования квартир. Данные скалькулированной трудоемкости на производство указанных работ приведены в табл. 14. Исходя из необходимости производства этих работ в каждой квартире 2 раза в год общая трудоемкость на каждую квартиру составит (1,15+0,705) =3,72 чел.-ч.
Таблица 14. Трудоемкость работ по наладке и регулировке систем
§ единичных расценок Работы 1 РУДО емкость, чел.-ч Число приборов в квартире Общая трудоемкость, чел.-ч
МЖУ 17-140 Холодное и горячее водоснабжение Замена прокладок сме- 0 ,175 3 0,525
МЖУ 17-125 сителыюго крана с разъединением стыков, очисткой фальцев от нароста и сборкой, шт. Проверка и регулировка 0,09 2 0,18
МЖУ 19-93 работы кранов, вентилей, набивка сальников, шт. Итого Канализация Проверка и регулировка 0,27 1 0,705 0,27
МЖУ 19-104 работы смывного бачка со сменой резиновой прокладки у шарового крана, шт. Прочистка сифонов и 0,22 4 0,88
выпусков ваин, умывальников, унитазов, моек, шт. Итого 1..15
В нашем примере трудоемкость регулировочно-наладочных работ при осмотрах 2382 квартир жилого микрорайона составит с учетом перевыполнения норм выработки рабочими в среднем на 20 % 2382-3,72/1,2=7384 чел.-ч.
Необходимое число слесарей-сантехников для выполнения этих работ в течение года найдем из выражения 7384/2070= =3,56 чел.«4 чел.
В32
При выполнении текущего ремонта подрядным способом широко применяют бригадный подряд. В этом случае в качестве плановых хозрасчетной бригаде устанавливают следующие показатели:
объем работ в стоимостном выражении и в натуральных показателях, сроки их выполнения с приложением графиков работ;
лимиты на материалы, механизмы н оборудование и сроки их поставки, а также лимиты на различные виды потребляемой энергии и материальных ресурсов;
расчетная стоимость работ;
сумма заработной платы.
Заработок между членами бригады распределяют с учетом времени, фактически отработанного каждым членом, а также с применением коэффициента трудового участия (КТУ) для каждого рабочего. Значение КТУ устанавливают решением всех членов бригады с учетом профессиональной подготовки рабочего, его отношения к труду, дисциплины и других качеств. Такой метод материального стимулирования рабочих бригады воспитывает у каждого чувство коллективизма, взаимной ответственности н коммунистического отношения к труду.
Примерный профессиональный состав бригады, %:
Маляры......................................23
Штукатуры, плиточники.......................17
Плотники-столяры, паркетчики ................8
Бетоищикн, каменщики.........................2
Кровельщики, гер метчики.....................5
Слесари, газосварщики.......................37
Электромонтажники ...........................4
Подсобные рабочие............................4
Качество отремонтированной жилой площади оценивает при приемке зданий после планово-предупредительного текущего ремонта комиссия в составе представителей заказчика, подрядчика, представителя общественной организации и бригадира комплексной бригады. Общая оценка технического обслуживания и ремонта жилых зданий представляет собой средневзвешенное значение поэлементной оценки каждого вида работ, включая выполнение заявок населения, устранение возникающих неисправностей, подготовку зданий к весенне-летнему и осенне-зимнему периодам эксплуатации, а также выполнение наладочно-регулировочных работ в процессе очередных осмотров элементов здания. Для определения количественного значения оценки соответствующего вида работ применяют специальные таблицы уровня качества, допустимых отклонений от действующих нормативов и соответствующий им показатель качества.
Дальнейшим развитием бригадного подряда в организации работ по техническому обслуживанию и ре
333
монту элементов зданий является применение стабильных нормативов при планировании и экономическом стимулировании деятельности комплексных бригад.
Комплексным бригадам, осуществляющим ремонт и техническое обслуживание жилищного фонда, в договоре определяется плановый объем работ, рассчитанный по стабильным нормативам. Объем выполняемого капитального ремонта, если на него отсутствуют нор мативы, можно определять по расцененным ведомо стям или на основании проектно-сметной документации. По мере разработки и утверждения стабильных нормативов плановые объемы на капитальный ремонт определяют также по этим нормативам.
Бригаде поручается комплекс работ в соответствии с годовыми планами-графиками производства текущего и'капитального ремонта, а также технического обслуживания жилищного фонда. Члены комплексной бригады за точно определенную стоимость принимают на себя полную ответственность за сохранность жилищного фонда.
Администрация ремонтно-эксплуатационной организации не вправе переводить хозрасчетную бригаду на другие объекты или поручать ей работы, не предусмотренные договором бригадного хозрасчета, и вносить в договор изменения без согласия членов бригады. Исключение возможно в случае аварийных ситуаций, о чем составляют соответствующие документы.
Основным показателем, характеризующим работу бригады и определяющим размер материального вознаграждения за труд, является оценка технической эксплуатации жилищного фонда, закрепленного за бригадой, выраженная показателями качества.
Норматив заработной платы бригады состоит из двух частей: гарантированного минимума заработной платы, определяемого по тарифным ставкам, и коллективного фонда, распределяемого между членами бригады с помощью КТУ. Величину КТУ от 0 до 1,5 определяет совет бригады (общее собрание бригады) в зависимости от вклада и оценки качества работы каждого члена бригады.
Хозрасчетная бригада, оценивая труд каждого
834
члена коллектива, для наиболее отличившихся рабочих может повысить КТУ на:
0,1 — за совмещение профессий;
0,1 — за профессиональное мастерство и качество работ на уровне 4-го разряда;
0,2 — то же, 5-го разряда, а также за проявление инициативы в работе, способствующей экономному расходованию трудовых и материальных ресурсов;
0,2 — за проявление инициативы, способствующей повышению качества обслуживания проживающего населения и обеспечению сохранности жилищного фонда.
Понижение КТУ для отдельных работников устанавливается решением собрания (совета) бригады.
Рекомендуемый перечень технологических и производственных упущений, за которые рабочим снижается КТУ: за невыполнение заявок от населения в течение смены — на 0,1; в течение двух и более смен — на 0,8; поступление повторной заявки — на 0,9.
При поступлении обоснованной заявки или жалобы на низкое качество работ по техническому обслуживанию и ремонту жилищного фонда, низкий уровень обслуживания населения и за брак в работе КТУ устанавливается 0.
Для отдельных рабочих за употребление спиртных напитков в рабочее время и прогулы, а также другие грубые нарушения технологической и производственной дисциплины решением собрания (совета) бригады КТУ может быть понижен до 0, на срок от двух недель до трех месяцев.
Общая сумма коллективного фонда заработной платы зависит от оценки качества технического обслуживания и ремонта жилищного фонда за отчетный период.
В договоре бригаде устанавливается размер норматива заработной платы в зависимости от средней оценки качества технической эксплуатации жилищного фонда. При отличном и хорошем качестве работ по ремонту и техническому обслуживанию зданий фонд заработной платы образуется по полному нормативу, при удовлетворительной оценке норматив заработной платы снижается на 10 %.
Качество планово-предупредительного ремонта жилых домов и подготовки их к сезонной эксплуата
335
ции оценивают поэлементно в соответствии с нормативными требованиями к качеству данного вида работ. При 100 %-ном выполнении требований к качеству общая оценка работ определяется «отлично». При количестве полностью выполненных требований по качеству ниже 100 % До 90 % общая оценка — «хорошо»; 80...90 % — «удовлетворительно».
Общая оценка качества планово-предупредительного ремонта Пр получается как средневзвешенное значение оценок качества отдельных видов ремонтно-строительных работ по формуле
Пр = (50в + 4О4 + ЗОа) /(О5 + 04 + О3), (118)
где О5...О3 — число видов ремонтно-эксплуатационных работ, получивших соответствующие оценки: «отлично», «хорошо», удовлетворительно».
Общая оценка «отлично» соответствует значению, рассчитанному по формуле (118), 4.51...5; «хорошо» — 3,51...4,5; «удовлетворительно» — 3...3.5.
Качество наладки инженерного оборудования оценивают по следующим показателям:
«отлично» — если в объединенную диспетчерскую службу (ОДС) в течение межналадочного периода не поступало из квартир, обозначенных в графике как прошедшие наладку, ни одной заявки на неисправность санитарно-технического оборудования и утечку воды по вине бригады;
«хорошо» — при поступлении такого рода заявок не более 0,5 % из общего числа квартир, прошедших наладку;
«удовлетворительно» — то же, не более 1 % •
Оценка работы диспетчерской службы по обеспечению выполнения работ, связанных с возникающими неисправностями и заявками населения, производится с учетом следующих требований:
«отлично» — при снижении общего числа заявок по сравнению с предыдущим периодом выполнения их в течение одной смены и-огсутствии повторных заявок;
«хорошо» — при выполнении заявок в течение не более полутора смен и отсутствии повторных;
«удовлетворительно» — при выполнении поступающих заявок в течение не более двух смен и наличии повторных заявок не более 1 % общего числа заявок, поступивших в данную смену.
836
Деятельность бригады по экономии воды, электрической и тепловой энергии оценивают по следующим показателям:
«отлично» — при получении фактической экономии данных ресурсов по сравнению с утвержденными нормативами свыше 5 %;
«хорошо» — то же, до 5 %
«удовлетворительно» — при фактическом расходе топливно-энергетических ресурсов и воды в соответствии с утвержденными нормативами.
Средняя общая оценка качества работ по техническому обслуживанию и ремонту жилищного фонда хозрасчетной бригадой определяется как среднеарифметическое значение оценок по планово-предупредительному ремонту, подготовке домов к весне и зиме, наладке инженерного оборудования, непредвиденному ремонту, включая работу на ОДС, и расходованию воды, электрической и тепловой энергии.
Пример. Бригада выполнила все свои договорные обязательства и при этом получила следующие средние оценки по качеству работ:
плаиово-предупредительный текущий ремонт — 4,2 балла;
подготовка домов к сезонной эксплуатации—4,1 балла;
диспетчерская служба — «отлично»;
наладка инженерного оборудования — «отлично»;
экономия воды, тепловой и электрической энергии — «удовлетворительно».
Средняя оценка качества технического обслуживания и ремонта жилищного фонда составила (4,2+4,1+5+5+3)/5=4,3.
В приведенном примере фонд заработной платы бригады образуется по полному нормативу.
Материальное стимулирование рабочих комплексной бригады осуществляется из фонда заработной платы в зависимости от оценки качества выполненных работ путем распределения между рабочими коллективного фонда заработной платы с помощью КТУ, а также за счет снижения уровня материальных затрат при выполнении заданий по снижению себестоимости ремонтно-эксплуатационных работ.
Фонд заработной платы рабочих комплексных бригад определяется разностью фонда заработной платы, установленного по стабильным нормативам и отраженного в договоре бригадного хозрасчета, н гарантированного минимума заработной бригады рабочим бригады, рассчитанного по фактически отра
22-370
337
ботанному каждым членом бригады времени и тарифным ставкам.
Сверх фонда заработной платы хозрасчетная бригада премируется за снижение уровня материальных затрат против нормативного при оценке качества работ по техническому обслуживанию и ремонту зданий не ниже «хорошо». Эта премия выплачивается за счет фактической экономии по каждой статье материальных затрат:
за экономию по статье «Эксплуатация машин и механизмов» — 40 % суммы экономии при отличном качестве работ и 20 % — при хорошем качестве;
за экономию материалов и деталей — 60 % стоимости полученной экономии при отличном качестве работ и 30 % — ПРИ хорошем качестве;
за экономию по накладным расходам, зависящим от деятельности бригады, — 40 % суммы полученной экономии при отличном качестве работ и 20 % — при хорошем качестве.
Допущенные бригадой нарушения требований, предъявляемых к качеству выполненных работ, устраняются бригадой в пределах календарного срока, установленного в договоре, или в последующий период без дополнительной оплаты, а нанесенный при этом ущерб должен быть взыскан с виновных лиц в установленном законодательством порядке.
За нарушения сроков выполнения заявок населения па непредвиденный ремонт объемы выполненных бригадой работ снижаются дифференцированно в зависимости от состояния жилищного фонда микрорайона: для жилых зданий, построенных после 1960 г.— на 2 % от месячной договорной суммы за каждый процент невыполненных заявок; для опорных жилых зданий постройки до 1960 г. — соответственно на 1 % за каждый процент невыполненных заявок; для ветхих жилых зданий — 0,5 %
Если заявка на непредвиденный ремонт не выполнена по вине администрации, не обеспечившей комплексную бригаду соответствующими строительными материалами и деталями, экономические санкции за несоблюдение сроков выполнения работ по заявкам к бригаде не применяются.
Согласно решению Государственного комитета СССР по труду и социальным вопросам и ВЦСПС
В38
Рис. 137. Схема двухзвенного организационно-структурного построения жилищного хозяйства Москвы в процессе его перестройки
в Москве и Ленинграде в опытном порядке внедряется двухзвенная структура жилищного хозяйства. В качестве первичного звена этой структуры выступает ремонтно-эксплуатационное управление, которое выполняет комплекс работ по техническому обслуживанию и ремонту жилищного фонда (рис. 137).
При районном производственном ремонтно-эксплуатационном объединении создают производственную базу, участок механизации ремонтно-строительных и благоустроительных работ, участок ремонтно-восстановительных работ. Производственное ремонтно-эксплуатационное объединение наделено правами юридического лица, имеет самостоятельный баланс, свой расчетный счет и другие счета в банках и действует на началах хозяйственного расчета.
Ремонтно-эксплуатационное управление входит в состав объединения и распоряжается закрепленными за ним основными и оборотными средствами, тру-22’ 339
довыми и материальными ресурсами, осуществляет свою деятельность на началах внутреннего хозяйственного расчета. Ремонтно-эксплуатационное управление заключает от имени объединения договоры с подрядными организациями и несет перед объединением ответственность за выполнение условий договора, а также за выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту, санитарной очистке и уборке зданий и домовладений, закрепленных за управлением, выполняемых собственными силами управления. Для этого в составе управления создают комплексные бригады по техническому обслуживанию и ремонту и санитарной очистке и уборке жилищного фонда и домовладений. Бригады работают по стабильным нормативам на единый наряд и оплата их труда зависит от качества выполняемых работ и содержания жилищного фонда.
§ 29. Изменение планировки и повышение степени благоустройства жилых домов
Здание постепенно стареет не только физически, ио и морально. Планировка зданий со временем не удовлетворяет новым нормативным требованиям повышенного комфорта проживания или не соответствует прогрессивной технологии, связанной с использованием здания, что вызывает необходимость его переустройства.
Различают три вида переустройства:
полная перепланировка, предусматривающая устройство новых квартир с набором жилых комнат, размерами и степенью благоустройства удовлетворяющих требованиям действующих СНиП; полная перепланировка может осуществляться только в зданиях, техническое состояние фундаментов и стен которых обеспечивает остаточный срок безотказной службы не менее 75 лет;
частичная перепланировка, предусматривающая упорядочение существующей планировки с устройством новых туалетов, отсутствующих ванных комнат, кухонь; как правило, такой вид переустройства проводят в домах дореволюционной постройки, имеющих достаточно свободную планировку;
повышение степени благоустройства квартир в
©40
зданиях, которые по техническому состоянию не подлежат сносу в ближайшие 5 лет; наиболее распространенным видом обновления зданий является оборудование их всеми видами благоустройства — водопроводом, канализацией, газом, централизованным или местным отоплением и т. д.
Как правило, при устройстве новых инженерно-технических систем требуется частично изменить планировку помещений.
Полная перепланировка в старых домах в большинстве случаев совмещается с заменой несущих внутренних конструкций: перекрытий, крыш, лестниц. Изменение планировки, связанное с разделением больших комнат, переносом дверей, устройством обособленных входов, выполняют по просьбе проживающих.
Частичную перепланировку выполняют и в производственных помещениях, размещенных в отдельно стоящих зданиях или встроенных в жилые дома. Такая перепланировка вызывается, как правило, изменением назначения помещений, а также когда требуется внедрение нового оборудования, техники или более совершенной технологии, увеличение освещенности, кондиционирования воздуха и т. д.
Переоборудование помещений, изменение их назначения, устройство новых видов благоустройства допускаются при условии, если:
проводимые работы не вызовут нарушения прочности здания или его конструкций;
здание не подлежит сносу по ветхости или реконструкции независимо от срока этого сноса (опорные дома);
здание не подлежит сносу в течение ближайших 5 лет после оборудования в нем нового вида благоустройства.
При выполнении работ в помещениях не допускается пробивать несущие перегородки, капитальные и противопожарные стены без специальных проектов их усиления.
Запрещается закрывать дымоходы и вентиляционные каналы, устанавливать перегородки, упирающиеся в оконные проемы. При разделении жилых комнат не допускается устраивать неотапливаемые или неосвещенные комнаты, а также комнаты шириной ме
341
нее 2 м. Не допускается устраивать входы в жилые комнаты и туалеты из кухонь. Запрещается переоборудовать под жилье действующие душевые и ванные комнаты, кухни, коридоры и другие нежилые помещения, если это не связано с полной перепланировкой дома, меняющей местоположение этих помещений.
Переоборудовать помещения или устраивать новые виды благоустройства допускается только по утвержденным проектам. Техническую документацию на реконструкцию жилых и общественных зданий разраба тывают и утверждают в том же порядке, как и на новое строительство.
Полная перепланировка разрешается при капи тальном ремонте жилых зданий. Проект на полнук перепланировку помещений утверждает архитектурно планировочное управление по согласованию с исполкомом районного Совета народных депутатов и городским жилищным управлением. Объекты с полным изменением планировки помещений включают в титульные списки, утверждаемые исполкомом районного Совета народных депутатов или городского Совета по представлению его жилищного органа. В титульные списки включают только те объекты, на которые имеется техническая документация.
В принятой классификации видов обновления зданий ремонт с перепланировкой зданий называют реконструкцией. Другие виды перепланировки (частичная перепланировка, повышение степени благоустройства) — модернизацией.
Реконструкция жилых зданий финансируется по утвержденному порядку для зданий-новостроек.
Техническая документация на повышение благоустройства жилищ согласовывается с организациями, снабжающими здание теплотой, водой, газом, электроэнергией в зависимости от вида проектируемого благоустройства, а также с органами пожарного и санитарного надзора и утверждается проектной организацией.
Частичное изменение планировки выполняют с разрешения междуведомственной комиссии при исполкоме местного Совета народных депутатов. В состав комиссии входят заместитель председателя исполкома местного Совета (председатель комиссии), главный инженер городского (районного) жилищного органа,
842
представители архитектурного отдела, пожарного и санитарного надзора. По заявлениям о переустройстве зданий, принадлежащих министерствам, ведомствам, на заседания комиссии приглашают представителей этих организаций. При необходимости на заседание могут быть приглашены представители и других заинтересованных организаций.
Для рассмотрения вопроса о переустройстве помещений владелец здания должен представить междуведомственной комиссии следующие документы: заявление;
поэтажный план и выкопировку из генерального плана (в случае пристройки), выполненные бюро технической инвентаризации;
проект переустройства помещения;
заключение эксплуатирующей организации о возможности выполнения проектируемых работ;
справку, заверенную эксплуатационной организацией, о согласии всех заинтересованных жильцов квартиры или дома на проведение проектируемых работ;
другие необходимые документы по требованию комиссии.
Решение комиссии может быть обжаловано в исполком местного Совета народных депутатов. Все решения, касающиеся изменения назначения помещений— переоборудования жилых помещений в нежилые или нежилых в жилые, — должны утверждаться решением исполкома городского Совета народных депутатов. Жилищные органы на основании этого решения производят соответствующие изменения в балансах, лицевых счетах, паспортах зданий.
После переустройства зданий или помещений! работы принимает комиссия в установленном порядке, исполнительную документацию оформляет бюро технической инвентаризации. Эта документация является основанием для изменения учетных данных по жилой или нежилой площади, вызванных переустройством зданий (помещений).
Снос зданий по ветхости, а также в связи с реконструкцией города выполняют на основании решения исполкома городского Совета народных депутатов. Для списания здания с баланса основных фондов на каждое сносимое здание должен быть составлен акт,
343
подписанный специальной комиссией, в состав которой входят: главный инженер районного жилищного органа (председатель), руководитель эксплуатационной организации, на балансе которой находится здание, представитель общественности жилого микрорайона. В акте указывают причину сноса, техническое состояние конструкций, перечень и количество годных материалов и оборудования, которые могут быть получены от разборки. В заключении комиссии рекомендуется метод сноса: обрушение или поэлементная разборка. Акт утверждает заместитель председателя исполкома районного Совета народных депутатов. Утвержденный акт является разрешением для подготовки и последующего сноса здания. До начала работ по сносу здания следует отключить его от всех городских коммуникаций, для чего эксплуатационная организация уведомляет все службы, к коммуникациям которых подключено здание. Соответствующие коммунальные специализированные организации письменно уведомляют эксплуатационную организацию о наличии коммуникаций, находящихся на их балансе, и необходимых подготовительных работах, которые следует произвести для отключения этих коммуникаций. О выполнении работ по отключению коммуникаций специализированная служба делает на уведомлении соответствующую отметку.
После отключения коммуникаций эксплуатационная организация обязана демонтировать все приборы и оборудование, годные для ремонта жилищного фонда. Разбирают здание в соответствии с проектом организации работ, в котором учтены правила техники безопасности. Все годные материалы сортируют и оформляют актом. Акт сноса строения с указанием выхода материалов и их стоимости утверждает заместитель председателя исполкома местного Совета народных депутатов, и он служит основанием для списания дома с баланса. Снос здания, а также переустройство помещений контролируют инженерно-технические работники организаций, эксплуатирующих здания. Эти работники обязаны требовать от подрядных организаций выполнения проектов организации работ, правил техники безопасности, а при переустройстве помещений — проектов, утвержденных междуведомственной комиссией.
344
В случае нарушения установленного порядка или отступления от проекта организации работ, опасных для жизни граждан или нарушающих прочность конструкций сохраняемых частей зданий, работы должны быть немедленно прекращены.
Если граждане или организации, нарушившие порядок работ по переустройству помещений или сносу зданий, уклоняются от немедленного выполнения требований эксплуатационной организации, к ним принимают меры административного воздействия вплоть до привлечения к судебной ответственности.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные нормативные документы, регламентирующие мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту зданий.
2. Изложите содержание основных мероприятий системы планово-предупредительного ремонта зданий.
3. Чем определяется взаимосвязь мероприятий системы планово-предупредительного ремонта?
4. Расскажите о порядке назначения зданий на капитальный ремонт.
5. Изложите обязанности инженерно-технических работников ремонтно-эксплуатационных служб в организации капитального ремонта зданий.
6. Объясните основные положения порядка планирования и организации текущего ремонта зданий.
7. Расскажите о новых организационных формах ведения работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту зданий.
8. Объясните зависимость износа элементов зданий от уровня их технического обслуживания и ремонта.
9. Изложите основные требования, при которых допускается изменение планировки помещений, надстройка или пристройка зданий, а также повышение степени благоустройства помещений.
10. Расскажите об обязанностях инженерно-технических работников ремонтно-эксплуатационных служб по контролю за выполнением технологических правил и проекта производства работ в ходе реконструкции здания, надстройки и пристройки.
Глава У. ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
§ 30. Подготовка зданий к зимнему и весеннелетнему периодам эксплуатации
Зимний период наиболее сложен в технической эксплуатации инженерных систем, конструкций и оборудования зданий. Санитарно-технические и отопитель
345
ные системы работают в это время с наибольшей нагрузкой. Ограждающие конструкции испытывают воздействие знакопеременных температур. Большие ветровые нагрузки при низких температурах создают условия для интенсивного охлаждения помещений, что при определенных условиях нарушает нормальный температурно-влажностный режим в помещениях.
При составлении планов подготовки зданий к зиме в первую очередь необходимо предусмотреть ремонт источников теплоснабжения, теплотрасс, а также устранение недостатков в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения и других инженерных системах, выявленных в истекшем отопительном сезоне.
Важной работой, обеспечивающей нормальную эксплуатацию здания в зимний период, является проверка регулировочной и запорной арматуры в системах. В ходе подготовки к зиме следует проверять и восстанавливать графические схемы систем центрального отопления, горячего и холодного водоснабжения, систем газоснабжения и наружных коммуникаций с указанием расположения на них запорно-регулировочной арматуры и устройств. Все изменения в инженерно-технических системах, вызванные ремонтными работами, следует отразить в исполнительных чертежах.
Диспетчерские службы ремонтно-эксплуатационных организаций и специализированные службы, осуществляющие техническую эксплуатацию элементов зданий на договорных началах, обязаны иметь уточненные схемы инженерно-технических систем и устройств, установленных в зданиях.
Местные котельные и отопительные системы, не требующие капитального ремонта, по окончании отопительного сезона должны быть законсервированы. Перед консервацией следует выполнить все работы по текущему ремонту, обеспечивающие нормальную эксплуатацию оборудования котельной в новом отопительном сезоне. О выполнении всех работ и консервации котельных и систем отопления составляют акт, который подписывают представитель газового хозяйства (на газовые котельные) или теплотехник районного жилищного органа, организации, эксплуатирующей котельную, и представитель общественности.
346
Наряду с этим утверждают графики расконсервации котельных и систем отопления (срок расконсервации— за две недели до начала отопительного сезона). Графики расконсервации газовых котельных согласовывают с организацией, эксплуатирующей газовое хозяйство. Не позднее чем за 7 дней до назначенного срока расконсервации котельные укомплектовывают машинистами, прошедшими соответствующую подготовку при учебном комбинате и аттестованными по утвержденной программе. К этому же сроку эксплуатационная организация обязана сдать в газовую службу техническую документацию на расконсервацию котельных: акты исправности газоходов, копии протоколов проверки знаний операторов котлов, списки ответственных за газовое хозяйство в жилищно-эксплуатационной организации и приказы об их назначении. В котельной должен быть комплект эксплуатационной технической документации.
При составлении графиков подготовки объектов к зиме предусматривают выполнение наиболее сложных и трудоемких мероприятий в начале подготовительного периода, чтобы сосредоточить внимание, силы и материальные ресурсы па наиболее ответственных участках работы с первых дней подготовки зданий к зимнему периоду эксплуатации.
В планах следует отразить сроки подготовки городских коммуникаций и источников тепло-, газо-и водоснабжения с учетом готовности всего городского хозяйства к зимнему сезону эксплуатации в установленные сроки. Здание считается подготовленным к зиме при условии завершения всех ремонтно-строительных работ, а также готовности источников тепло-, газо- и водоснабжения.
Большое значение для подготовки к зиме имеют мероприятия по утеплению зданий, обеспечивающие наиболее рациональное использование тепловой энергии, а также регулировочные и наладочные работы, направленные на экономное расходование горячей и холодной воды и электроэнергии.
При выполнении перечисленных выше работ следует иметь в виду, что значительные потерн теплоты наблюдаются в чердачном помещении. Практика эксплуатации зданий в осенне-зимний период показала, что при создании в чердачном помещении темпера
347
турного режима, при котором разница температур наружного воздуха и воздуха на чердаке не превышает 2 °C, подтаивания снега не происходит, а значит, не образуются наледи и сосульки.
Обследование чердачных помещений, особенно домов, подверженных интенсивному обледенению, следует начинать с измерения температуры воздуха термометром, предназначенным для измерения температуры воздуха снаружи помещения.
При разнице температуры наружного воздуха и температуры воздуха на чердаке более 2 °C необходимо установить источники поступления теплоты в чердачное помещение, например недостаточную или плохую теплоизоляцию чердачного перекрытия; неудовлетворительную теплоизоляцию трубопроводов, воздухосборников, расширительных баков, вентиляционных стояков и т. п., расположенных в чердачном помещении. Кроме того, возможна недостаточная вентиляция чердачного помещения.
Ниже приведены значения толщины слоя насыпного утеплителя чердачных перекрытий (для Москвы):
Толщина слоя утеплителя, см Перекрытие деревян- железо-
ное бетонное
Шлак с объемной массой 700 кг/м3 ... 16 22
Керамзитовый гравий с объемной массой 500 кг/м3................................ 16 22
Толщину засыпки перекрытий необходимо замерять не менее чем в пяти местах. У наружных стен на ширину 30...50 см толщина утеплителя должна быть приблизительно на 50 % больше приведенных выше значений.
Засыпка должна быть сухой, рыхлой, сверху покрыта известково-цементной коркой. Если на чердачном перекрытии уложен плитный утеплитель, например минераловатные или другие плиты, необходимо проверить плотность их укладки (отсутствие зазоров) и наличие предохранительной стяжки. Эффективность утеплителя можно также определять измерением его температуры термометром, погруженным в утеплитель на глубину 2 см.
Температура утеплителя зависит от наружной тем
348
пературы воздуха и должна быть не более приведенных ниже значений:
Температура, °C
наружного воздуха утеплителя
—30................................ —21
—20..................................... —12
— 10............................... —3
0.................................. +2
Если температура наружного воздуха находится между указанными выше значениями, например —-15 °C, то температура воздуха утеплителя определяется интерполяцией (—7,5°C).
Для улучшения теплоизоляции чердачного перекрытия рекомендуется один из следующих способов: увеличить толщину утеплителя до нормы; добавлять утеплитель рекомендуется лёгкий: керамзит, минеральную вату, минеральный войлок и др.; добавлять тяжелый утеплитель, например шлак, без предварительного расчета несущей способности чердачного перекрытия, утвержденного проектной организацией, не рекомендуется; нельзя заменять глиняную смазку рулонной гидроизоляцией, так как будет нарушена вентиляция перекрытия;
при слежавшемся сыпучем утеплителе взрыхлить его (один раз в 5 лет).
От проникания теплоты с лестничной клетки чердачное помещение изолируют установкой чердачных люков или дверей. Двери и люки обивают кровельной сталью по асбесту или войлоку, смоченному в глине. Для плотного притвора прокладывают уплотняющие прокладки из резины, пенополиуретана и других упругих материалов.
Теплоизоляция трубопроводов и вентиляционных шахт должна исключать, теплопотери в окружающую среду (табл. 15).
Таблица 15. Толщина изоляции в зависимости от диаметра _____________________________труб_____________________________
Диаметр трубы, мм Толщина изоляционного слоя, см
минеральная вата штукатурка всего
До 40 3 1 4
» 150 4 1 5
Более 150 5 1,5 6,5
349
Теплоизоляцию трубопроводов центрального отопления и горячего водоснабжения, проходящих в чердачном помещении, проверяют внешним осмотром. Не допускается наличие оголенных участков п трещин теплоизоляции.
Кроме того, можно измерить температуру наружного слоя изоляции, прикрепив к ее поверхности термометр с помощью пластилиновой накладки. Температура слоя не должна быть выше температуры наружного воздуха более чем на 4 °C.
При недостаточной изоляции надо добавить еще слой глины с очесами или обернуть трубопровод минеральным войлоком, закрепив его металлической сеткой или проволокой.
Необходимо изолировать также расширительные баки, воздухосборники, отключающие задвижки и т. п.
Канализационные стояки при прохождении через чердак соединяют раструбами вверх, чтобы конденсат, образующийся в трубах, не попадал через стыки на перекрытие, и обязательно утепляют шлаковатой толщиной 5...7 см или коробом с засыпкой шлаком толщиной 10...15 см.
Если перечисленные выше мероприятия не обеспечивают требуемого температурно-влажностного режима, необходимо тщательно осмотреть вентиляционные устройства крыши.
Площадь сечения слуховых окон или продухов на крыше должна быть не менее 1/300 площади чердачного перекрытия, т. е. на каждые 1000 м2 площади чердака необходимо иметь не менее 3,5 м2 слуховых окон или продухов. При этом указанные устройства располагают таким образом, чтобы было сквозное проветривание чердачного помещения, исключающее местный застой воздуха (воздушные мешки).
Прикарнизные продухи выполняют в виде щелей между карнизом и кровлей (щелевые продухи) шириной 2...2,5 см или в виде отдельных отверстий размером 20X20 см в прикарнизной части стены с обязательным устройством решеток.
Приконьковые продухи выполняют сплошной щелью шириной 5 см с устройствами против задувания снега либо устанавливают дефлекторы, размеры которых определяют расчетом.
Недостаточная вентиляция чердачного помещения
350
может вызвать значительное увлажнение конструкций и утеплителя, что приводит зимой к переохлаждению помещений верхних этажей и обильному образованию конденсата на поверхности потолков. Поэтому в случае появления пятен на потолках верхних этажей необходимо проверить влажность утеплителя и толщину засыпки. Не допускается уменьшать сечение вентиляционных каналов, забивая решетки вентиляционных отверстий, закрывая их кусками утеплителя или другими материалами.
При эксплуатации совмещенных крыш необходимо следить за состоянием выступающих над поверхностью кровель элементов: дымовых и вентиляционных труб, дефлекторов, выходов на крышу, парапетов, антенн и т. д.
Тщательная подгонка и утепление входных дверей в подъездах, установка пружин или доводчиков ощутимо сохраняют теплоту. Кроме того, сохранению теплоты способствуют утеплительные работы, выполняемые в каждой квартире квартиросъемщиком.
Для наиболее рационального расходования теплоты необходимо в первую очередь обеспечить проектный расход теплой воды, циркулирующей в системе отопления. Для регулирования систем отопления при их подготовке к зиме в летний период выполняют следующее:
устанавливают и проводят в технически исправное состояние регулировочную и запорную арматуру;
устанавливают недостающие пробные краны (вентили) на стояках (в верхней и нижней частях);
устанавливают недостающие, ремонтируют или заменяют недействующие (непроворачиваюшиеся) регулировочные краны у нагревательных приборов;
наносят риски на трехходовые краны, указывающие направление движения воды в отопительном стояке и облегчающие регулировку системы отопления.
В ходе подготовки систем отопления к зиме проверяют герметичность запорной арматуры на трубопроводах ввода теплосети в здание, чтобы иметь возможность отключить систему отопления (оставляя ее заполненной сетевой водой) на случай аварии на теплотрассе.
Пробные топки выполняют для регулировки систем отопления. Регулировка систем центрального
351
отопления зданий, присоединенных к тепловым сетям местных котельных или центральных тепловых пунктов (ЦТП), обеспечивает:
правильное распределение сетевой воды между всеми жилыми и общественными зданиями, обслуживаемыми котельной или ЦТП (регулировка теплосети) ;
правильное распределение воды, циркулирующей в системе отопления, по всем стоякам и нагревательным приборам.
Расход воды в теплосети от местных котельных регулируют задвижками на подающей и обратной магистрали теплосети, на вводе в здание.
Температура воды, выходящей из котлов в процессе пробных топок, должна быть 60...62 °C. Регулировка указанными задвижками должна обеспечивать разницу температуры воды на входе и выходе из системы отопления каждого дома (измеряют термометрами на подающем и обратном трубопроводах) в 12... 14 °C. Начинать регулировку следует со здания, присоединенного к теплосети первым, затем перейти к следующему и так до последнего здания.
При разветвленных сетях регулировка задвижками может не обеспечить правильного распределения сетевой воды между всеми строениями. В этом случае налаживать теплосеть должны специализированные организации по договору с ремонтно-эксплуатационными организациями.
Если дефекты отопления некоторых зданий вследствие неотрегулированности теплосети выявлены в прошедший отопительный период, то жилищно-эксплуатационные организации должны требовать от служб теплосети выполнения всех работ по наладке тепловых магистралей до начала предстоящего отопительного сезона.
Регулировка теплосети от ЦТП должна производиться при пробной топке до начала отопительного сезона, как только расходы и давления в тепловых сетях ТЭЦ достигнут значений, соответствующих рабочим в зимний период. Температура сетевой воды должна быть не ниже 95 °C.
В случае резкого уменьшения или увеличения расхода сетевой воды, установленного по показаниям приборов в ЦТП, необходимо наладить регулятор рас-
352
Рис. 138. Схема элеваторного узла
/ — элеватор; 2 — грязевик; 3 — расходомер; РР — регулятор расхода тепловой воды; РД — регулятор давления
хода. После этого проверяют фактические расходы сетевой воды в элеваторном узле Qo и циркулирующей в системе отопления Qc в каждом строении, сравнивая их с проектными (рис. 138).
На каждом элеваторном узле вывешивают бирку с указанием диаметра сопла элеватора, а также таблицу проектного расхода воды и значений температуры сетевой воды Л, поступающей в систему отопления t3 и возвращаемой в теплосеть t2 в зависимости от среднесуточной температуры наружного воздуха.
Расход сетевой воды в системе отопления здания, присоединенного к теплосети посредством элеватора, определяют по показаниям приборов учета, расчетом или по табл. 16 с помощью данных об установленном диаметре сопла и разности показаний манометров Mi, М2. Минимальный перепад давлений перед элеватором, необходимый для нормальной его работы, (5... ...10) -104 Па.
Запрещается изменять диаметр сопла элеватора без согласования с соответствующим участком теплосети.
При регулировке систем отопления необходимо также проверять фактический коэффициент смешения элеватора И$акт, который определяют по показаниям термометров:
#факт = 01 — ^з)/0з — М-
23—370
353
Таблица 16. Зависимость диаметра сопла элеватора от расхода сетевой воды при заданном перепаде давлений
Диаметр сопла элеватора, мм Расход сетевой воды, т/ч, при перепаде давлений перед элеватором. 104 Па (м вод.ст.)
5 10 15 20 25 30
5 0,7 1 1,2 1,4 1,5 1,7
6 1 1,4 1,7 1,9 2,2 2,4
7 1,3 1,9 2,4 2.7 3 3,2
8 1,8 2,4 3 3,4 3,8 4,2
9 2,2 3 3,7 4,3 4,8 5,3
10 2,8 3,8 4,7 5,4 6 6,6
Фактический коэффициент смешения элеватора следует сравнивать с проектным И„р, который равен для систем отопления, смонтированных до 1955 г., 2,65 и для систем, смонтированных после 1955 г., 2,2. Если отношение Ифакт/Иир меньше 0,65, то эксплуатационная организация должна обратиться в соответствующий район теплосети и проверить качество утепления здания и теплоизоляции трубопроводов.
Соблюдение указанного выше коэффициента смешения элеватора и проектного расхода сетевой воды обеспечивает нормальную циркуляцию воды в системе отопления и получение из теплосети необходимого количества теплоты.
Если здания отапливаются от местных котельных, эксплуатационные организации обязаны своевременно их ремонтировать и подготовить к отопительному сезону. При подготовке котельных к зимней эксплуатации устраняют неисправности котлов, обмуровки, дымоходов, боровов, контрольно-измерительных приборов, производят гидравлическое испытание котлов и арматуры и проверяют эффективность их действия.
Нарушенные участки обмуровки котлов восстанавливают после гидравлического испытания котлов специальной мастикой, приготовленной из 70 % белой глины и 30 % асбеста в крошке, которую наносят на горячую поверхность котла в три слоя общей толщиной 25 мм. Последующий слой наносят после полного высыхания предыдущего. Щели в обмуровке заделывают асбестоцементным шнуром. Неплотности в бо
354
ровах устраняют затиркой глиняным раствором. Зазор между шибером и рамой должен быть не более 3 мм.
Для защиты от засорения и устранения подсоса воздуха в боров шибер рекомендуется накрывать футляром, размер которого должен соответствовать размеру шибера в открытом состоянии.
Зазор между пакетами котлов допускается не более 2 мм. При большем зазоре котлы перебирают. Межреберные щели зачеканивают асбестовым шнуром.
Подготовка систем горячего водоснабжения к эксплуатации в зимних условиях заканчивается пробным пуском, во время которого убеждаются, что все полотенцесушители нагреваются равномерно, качество тепловой изоляции хорошее, вода поступает во все водоразборные краны в достаточном количестве с температурой не ниже 50 °C, температура на выходе из бойлера около 60 °C.
При подготовке внутренних систем водопровода и канализации необходимо выполнять работы, связанные с предохранением трубопроводов от замерзания. Трубопроводы, проложенные в холодных помещениях (чердаках, подвалах и пристройках), утепляют двумя слоями войлока или минеральной ваты, после чего их заключают в деревянные короба с опилками, смоченными известковым молоком, или войлоком с последующим обертыванием стеклотканью и окраской 2 раза масляной краской.
Все временные трубопроводы для поливки тротуаров, проезжей части и поливки зеленых насаждений должны быть отключены от сети водопровода.
Канализационные трубопроводы, проходящие под полом на первом этаже, утепляют двумя слоями войлока. Трубопроводы, проложенные вдоль наружных стен в неотапливаемых подпольях, утепляют войлоком с последующей заделкой в деревянный короб, который затем засыпают опилками, смоченными известковым молоком.
При подготовке систем вентиляции жилых домов к зиме необходимо устранить все неисправности, выявленные в ходе весеннего осмотра зданий (дефекты жалюзийных решеток, вентиляционных каналов, сборных коробов и шахт), а также в прошедший период
23*
355
зимней эксплуатации (недостаточная или чрезмерная вентиляция отдельных помещений).
Одновременно с ремонтом чердачных коробов необходимо проверить герметичность двойных дверей, ведущих в вентиляционные камеры, и снабдить их врезными замками.
В период подготовки к зиме следует проверить в каждом здании состояние групповых и распределительных электрощитов, проводки к дымовым фонарям, электропроводки на лестничных клетках, в подвалах, осветительной арматуры, выключателей, электросчетчиков, дежурного освещения, заземляющей и зануляющей проводки.
При ремонте групповых и распределительных электрощитов необходимо:
проверить целостность панели и очистить ее от пыли и грязи;
подтянуть болты и винты, очистить подгоревшие и окислившиеся контакты;
проверить соответствие плавких вставок и предохранителей силе пропускаемого тока;
установить недостающие крышки на переходных коробках.
Ремонт открытой проводки электросети сводится к перетяжке обвисших проводов, постановке дополнительных креплений, замене патронов, выключателей.
Наряду с подготовкой зданий, сооружений и инженерных коммуникаций в соответствии с утвержденными графиками необходимо подготовить обслуживающий персонал, провести его переаттестацию.
Готовность строений к эксплуатации в зимний период подтверждается актом комиссии (осенний осмотр), которая тщательно проверяет каждое строение, работу санитарно-технических и отопительных систем, состояние всех элементов здания.
На основании актов готовности строений к зиме жилищно-эксплуатационные организации, министерства и ведомства представляют в исполкомы местных Советов народных депутатов и вышестоящие жилищные органы оперативные данные о ходе выполнения графиков по подготовке объектов к зимней эксплуатации.
После окончания работ, связанных с подготовкой
ЗБ6
строений, инженерных сооружений и коммуникаций к зиме, в эксплуатационных организациях должны быть начаты работы по подготовке зданий и территорий домовладений к весенне-летней эксплуатации. Эти работы выполняют также по утвержденным графикам с конкретными сроками подготовки каждого строения, за исключением зданий, включенных в планы планово-предупредительного текущего и капитального ремонта, а также строений, требующих выполнения только охранных работ в связи с запланированным сносом по ветхости или реконструкции. В зимние месяцы рекомендуется выполнять ремонтные работы внутри зданий, а также работы по регулировке и наладке систем водопровода, канализации и электроснабжения.
В этот же период в мастерских ремонтно-эксплуатационных служб и на их стройдворах должны быть изготовлены столярные изделия (дверные полотна, оконные переплеты, форточки), необходимые для замены отслуживших нормативный срок службы, козырьки, садовые скамейки и другие элементы малых архитектурных форм.
Готовность здании к весенне-летней эксплуатации проверяет в ходе весеннего осмотра комиссия, о чем составляется соответствующий акт (председатель комиссии— представитель районного жилищного органа, члены комиссии — руководитель эксплуатационной организации, представитель домовой общественности и в случае необходимости представители специализированных организаций).
Строение с прилегающей к нему территорией домовладения и расположенными на этой территории сооружениями и коммуникациями считается подготовленным к эксплуатации в весенне-летний период при условии:
исправности кровли, чердачного помещения, окраски металлической кровли или промазки битумной мастикой (если такие работы требуются по срокам эксплуатации или по техническому состоянию);
приведения в порядок фасадов и их архитектурных деталей, балконов, экранов и ограждений балконов;
ремонта и окраски входных дверей;
ремонта цоколей зданий, приямков, водосточных труб, номерных знаков;
357
оборудования спортивных и игровых площадок, приведения в исправное состояние малых архитектурных форм и уличных скамеек с их окраской;
ремонта ограждений, сноса нетиповых оград, сараев и ненужных построек.
В процессе общего весеннего обследования зданий (осмотра) выявляют, уточняют и обобщают объемы ремонтных работ, которые должны быть выполнены в период подготовки зданий к зиме, а также при очередных плановых ремонтах.
Результаты общего весеннего осмотра и итоги работы, проделанной ремонтно-эксплуатационной организацией в период подготовки жилых домов к эксплуатации в весенне-летний период, обсуждают на производственных совещаниях работников эксплуатационных служб с участием общественности и населения. Здания, не принятые комиссией на готовность к эксплуатации в весенне-летний период, должны быть повторно подготовлены к сдаче в течение не более трех недель.
§ 31. Особенности эксплуатации общественных зданий
Помимо общих требований «Правил и норм технической эксплуатации жилищного фонда» в процессе эксплуатации общественных зданий необходимо выполнять ряд мероприятий, зависящих от особенностей технологических процессов, протекающих в указанных зданиях. Все общественные здания рассчитаны, как правило, на массовое посещение, и поэтому к ним предъявляются повышенные санитарно-гигиенические и противопожарные требования. В помещениях общественных зданий устраивают приточно-вытяжные вентиляционные системы с механическим побуждением тяги. Служба, обеспечивающая планово-предупредительные мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту систем вентиляции, должна быть укомплектована высококвалифицированными специалистами. Периодичность наладочно-регулировочных работ для вентиляционных систем общественных зданий установлена 1 раз в 3 мес. Для большинства зданий общественного назначения отклонение от норм температурно-влажностного режима в помещениях задается в весьма малых пределах. Постоянная температура
358
с заданной влажностью поддерживается установками кондиционирования воздуха. В городах, где имеется достаточное число зданий, оборудованных системами кондиционирования, создаются специализированные службы, которые на договорных началах с владельцами зданий выполняют комплекс работ по техническому обслуживанию и ремонту указанных систем. В некоторых случаях создание строго нормированного температурно-влажностного режима требуется для сохранения ценностей (в картинных галереях, книгохранилищах и т. п.).
Пожарная безопасность общественных зданий в период их эксплуатации обеспечивается постоянной готовностью средств пожаротушения, включая системы водопровода и автоматического включения систем дымоудаления, путем выполнения ремонта и технического обслуживания их элементов. Администрация общественных зданий несет полную ответственность за исправную работу систем пожаротушения, дымоудаления и сигнализации. Она обязана укомплектовать собственную службу квалифицированными специалистами и назначить приказом из числа инженерно-технических работников ответственного за пожарную безопасность здания. Для каждого здания должны быть утверждены мероприятия по пожарной безопасности в период эксплуатации, а также отдельно на случай возникновения пожара.
Особое внимание в период эксплуатации следует обращать на состояние путей эвакуации: коридоров, проходов, лестниц, тамбуров, выходов и т. п.
В большинстве общественных зданий полы устроены из наиболее износоустойчивых материалов: в школах, административных зданиях и театрах — паркетные из твердых древесных пород (в залах иногда устраивают полы из синтетически износоустойчивых ковров); в лечебных и детских учреждениях, библиотеках, картинных галереях к полам помимо износоустойчивости предъявляются повышенные теплотехнические требования и требования звукопоглощения от ударных шумов; в торговых учреждениях и предприятиях общественного питания, а также в помещениях лечебных и детских учреждений полы, кроме того, должны отвечать санитарно-гигиеническим требованиям — не иметь щелей, допускать влажную уборку.
359
Полы общественных зданий более часто подвергаются капитальному ремонту и также значительны объемы текущего ремонта их в периоды между капитальными ремонтами. Следует подчеркнуть в этой связи особое значение плановых ремонтов, так как несвоевременное их проведение приводит к необходимости преждевременной замены больших площадей полов из-за ускоренного износа.
Повышенные санитарно-гигиенические требования предъявляются также к стенам и перегородкам общественных зданий. Эти требования касаются возможности ежедневной влажной дизинфекционной уборки стен, что достигается путем облицовки их плиткой, полимерными облицовочными материалами, а также высококачественной масляной окраской. В ряде случаев перегородки должны иметь хорошие изоляционные свойства против проникания рентгеновских лучей, что достигается нанесением специальной штукатурки.
Почти для всех помещений общественных зданий требование звукоизоляции — одно из основных, так как оно вызвано технологическими процессами, например лечебными процедурами и т. п.
Некоторые технологические процессы сопровождаются большим выделением влаги и пара (бани, прачечные, душевые). Для таких зданий наиболее важны требования гидроизоляции конструкций и обеспечения других конструктивных мер по предупреждению их преждевременного износа.
Стены бань, душевых, прачечных облицовывают по гидроизоляционному слою на всю высоту глазурованной плиткой. В банных водах содержится большое количество загнивающих органических веществ и микробов, поэтому они опасны в эпидемиологическом отношении. Для очистки мыльных вод необходима исправная работа:
приемных решеток в трапах для улавливания крупных взвешенных частиц;
отстойника, где производится коагуляция мыльных вод с последующим отстоем в течение 6... 12 ч;
емкости для хлорирования.
Не менее важное значение имеет контроль за распределением нагрузок на перекрытиях в зданиях с большими сосредоточенными нагрузками: книгохра
360
нилищах, помещениях с установленным оборудованием в прачечных, химчистках и др. Изменение расположения нагрузок против установленных проектом может вызвать деформации перекрытий, а иногда их аварийное разрушение.
При установке и эксплуатации прачечного оборудования и машин, применяемых при химической чистке одежды, следует соблюдать требования, исключающие передачу вибрации на расстояние, особенно это важно при наличии точных механизмов вблизи фундаментов под машины, чувствительных к сотрясениям.
Для исключения резонанса и возникновения недопустимых колебаний в рядом расположенных домах необходимо выбирать высокочастотные машины, так как частота собственных колебаний зданий обычно не превышает 5 Гц.
Снижение динамических воздействий машин на фундаменты достигается установкой пружинных амортизаторов и других упругих прокладок. Но в процессе эксплуатации необходимо в плановом порядке периодически восстанавливать амортизационные устройства, так как прокладки из листовой резины, прессованной пробки и других подобных материалов с течением времени теряют свои упругие свойства.
Для некоторых лечебных учреждений, а также зданий, технологические процессы которых требуют высокой звукоизоляции, необходимо принимать меры, способствующие снижению уровня шумов.
Устранение причин распространения шумов у источников его образования является наиболее эффективным способом борьбы с распространением звуковых колебаний. Источниками шумов в зданиях являются: насосные установки, водопроводно-канализационное оборудование, вентиляционные установки, лифтовые подъемники, мусоропроводы, оборудование встроенных столовых, трансформаторных подстанций и других встроенных установок.
Виброизоляция насосных установок повышается при устройстве под ними амортизаторов, а также установкой гибких вставок на трубопроводе.
Устранение шумов от работающих водопроводно-канализационных систем достигается регулировкой смывных бачков, водоразборной арматуры путем:
361
снижения рабочего давления на подводках к рабочей арматуре;
правильного формирования вытекающей струи из арматуры (например, путем надевания резинового шланга на кран);
наполнения емкостей под уровнем воды;
применения труб из материалов с меньшей звукопроводностью, чем металлические;
применения звукоизолирующих устройств и рационального способа прокладки трубопроводов.
При работе вентиляционных установок возникает воздушный и структурный шумы. Уменьшению шума способствуют виброизоляция воздуховодов, а также устройство глушителей, представляющих собой канал, облицованный внутри звукопоглощающим материалом. Вентиляторы изолируют от фундаментов путем прокладки амортизирующих материалов.
Основными источниками шумов лифтовых установок являются редукторы, тормозные электромагниты, подшипники и вентиляторы двигателя, контактные панели управления, дверные механизмы, движущаяся по направляющим кабина.
Вибрацию в пределах машинного отделения при верхнем расположении лебедки локализуют установкой амортизаторов под раму лебедки. Значительно снижают шум от движущейся кабины тщательно выполненный монтаж направляющих и установка капроновых башмаков.
Для уменьшения шумов при пользовании мусоропроводами рекомендуется приемники бункера оклеивать изнутри листовой резиной толщиной 1 см, воспринимающей удары отскакивающих от стенок кусков мусора. Подобные конструктивные меры можно рекомендовать и для приемных клапанов. Для эффективной борьбы с шумом иного оборудования необходимы технические и организационные мероприятия, определяемые проектной организацией на основании тщательных обследований и выявления источников шумов.
Для многих общественных зданий важное значение имеет выбор правильной системы освещения помещений. Освещение больниц, школ, проектных учреждений, лабораторий и других зданий связано с необходимостью обеспечения высоких показателей коэф
362
фициента естественной освещенности (к. е. о.)> иногда не менее 2 при отсутствии зрительного дискомфорта. (Комфортные условия — это условия освещенности, при которых соотношение яркости источника света и освещения окружающих поверхностей не вызывает неприятных ощущений и не оказывает вредного утомляющего воздействия на зрение. Блескость — нарушение комфорта — дискомфорт.)
Следует считать неоправданным устройство чрезмерно больших площадей окон без достаточных расчетов, так как в процессе эксплуатации это приводит к дополнительной потере теплоты зимой, аккумуляции солнечной теплоты летом и снижению звукоизоляционных свойств ограждающих конструкций.
Установлено, что количество теплоты, уходящей через 10 м2 остекленного оконного проема при наружной температуре —1 °C и температуре внутри помещения 18...19 °C, равно 1 Дж/с. Солнечная радиация через оконные проемы способствует дополнительному нагреванию помещений, что для многих из них (особенно летом) недопустимо.
В связи с указанными обстоятельствами часто устанавливают экраны, навешивают шторы и выполняют другие конструктивные меры, а также обеспечивают надежную работу искусственного освещения.
Не менее важный вопрос для обеспечения нормального естественного освещения — предупреждение образования конденсата на стеклах окон. Эта задача решается путем тщательного уплотнения притворов оконных переплетов; поддержания в исправном состоянии отверстий в нижней части наружных переплетов, создающих равномерную влажность в межпереплетном пространстве и служащих для отвода конденсата.
Для предупреждения запотевания стекол можно использовать смесь, состоящую из 1 масс. ч. глицерина и 10 ч. винного спирта при температуре около 60 °C которой натирают внутреннюю поверхность стекла и и протирают замшей. Натирать стекло можно также одним глицерином.
Эксплуатация общественных зданий требует выполнения и других специальных мероприятий, вызванных спецификой работы отдельных конструкций и устройств. Однако общие принципы организации техни
363
ческой эксплуатации зданий должны базироваться на строгом соблюдении плановой системы технического обслуживания и ремонта их элементов, инженерных систем и устройств, обеспечивающей безотказную работу в течение нормативного срока службы.
Контрольные вопросы
1. Расскажите об особенностях работы элементов зданий в зимний и весенне-летний периоды эксплуатации.
2. Изложите последовательность выполнения работ по подготовке отопительных систем и источников теплоснабжения к эксплуатации в зимний период.
3. Расскажите о порядке приемки зданий на их готовность к сезонной эксплуатации.
4. Объясните основные требования и технологическую последовательность выполнения работ по утеплению зданий н обеспечению температурно-влажностного режима чердачных помещений.
5. Изложите порядок составления планов подготовки зданий к сезонной эксплуатации.
6. Объясните методику расчета требуемой площади вентиляционных устройств чердачных помещений.
7. Расскажите об особенностях эксплуатации административных, культурно-просветительных, научных и учебно-воспитательных, лечебно-оздоровительных, коммунальных и торговых зданий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Альбрехт Р. Дефекты и повреждения строительных конструкций: Пер. с нем. — М.: Стройиздат, 1979. — 208 с.
Ариевич Э. М., Вавуло Н. М. Повышение теплотехнических качеств полносборных жилых зданий. — М.: Стройиздат, 1985.— 192 с.
Богуславский Л. Д., Малина В. С. Саинтарно-технические устрой ства зданий — М.: Высшая школа, 1980. — 275 с.
Бойко М. Д. Техническое обслуживание и ремонт зданий и сооружений.— Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1986.—256 с.
Витальев В. П., Николаев В. Б., Порывай Г. А., Сельдин Н. Н.
Эксплуатация тепловых пунктов систем теплоснабжения. — М.: Стройиздат, 1985. — 382 с.
Гитлина А. С. Эксплуатация и ремонт крыш и кровель. — Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1980. — 60 с.
Орлова Р. И., Зайце” Л. К., Пронин А. 3. Экономика жилищно-коммунального хозяйства, — М,: Стройиздат, 1988, — 271 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Аварийно-восстановительные службы 323
Агрессивность газов 129
— кислых солей 131
— основных солей 131
— растительных н животных масел 132
— средних солей 131
Акт государственной приемки зданий 61
Аналитический метод определения сроков службы 49 Анемометр 92
Анод 133, 143
Анодные участки 133
Антисептик 171
Антисептирование 171
Армогидробутил 224
Балконы 203
Безотказность 30
Биологическая агрессивная среда 132
Блескость 95
Блуждающие токи 147, 149
Бригадный подряд 333
Вероятность безотказной работы элемента 34
— обнаружения неисправностей не менее заданного числа раз 41
— отказа элемента 34
— статическая 29
Вибромарка 80
Вибромер 79
Влага эксплуатационная 194
Воздухопроницаемость 104—
107
Воронка водостока 220
Время реверберации 98
Выгиб здания 81, 175, 176
Гидравлические испытания котлов 256, 354
Гидростеклоизол 224
Гидрофобизация стен 193
Гиф гриба 169
Государственная приемочная комиссия 61
Государственный надзор пожарный 62 ---санитарный 61, 62
Грибы деревоокрашивающие 168
— плесневые 168
Грунты глинистые 174
— песчаные 174
— скальные 174
Деструктивная гниль 168
Деструкция биологическая 164 — механическая 164 — окислительная 163 — радиационная 163 — термическая 163 — химическая 163
Дискомфортная освещенность 95, 363 Дисперсия 30
Диспетчерская служба замкнутая 284 ---- многоканальная 284 ---- одноканальная 292 ----открытая 289 Долговечность здания 18 Допустимая влажность деревянных стен 201 Дымоходы 267 Жилищно-эксплуатационная организация 119
Закон распределения сроков службы 32
Защита конструкций битумными покрытиями 146, 147 ----деревянных 169, 171 ----каменных 159, 161 — — металлическими покрытиями 146
----облицовкой штучными материалами 160
----оксидными покрытиями ---- покрытиями 146
----полимерными пленками 147, 160
----фосфатными пленками 146
----электрохимическая 144, 147
------ анодная 147
------ катодная 147
Защитная штукатурка 160
Защитный потенциал 147 — угол 96
Звуковое давление 97
Здания гражданские, сельско» хозяйственные, промышленные 6 Износ элементов здания мо< ральный 13 ---------второй формы 13 ---------первой формы 13
365
__________физический________9 ___________нормальный 18, 303
Индекс звукоизоляции 100 Интегральная функция распределения сроков службы 35 Интенсивность загрузки диспетчерской системы 290 __ поступления заявок 283,284 — отказов 43
Испытания лнфта динамические 275
---- статические 275
Капитальный ремонт 20 ----выборочный 21 ----планово-предупредитель-иый 310 ---- плановый 21
Карнизы 203
Карстово-суффозионные явления 176
Кататермометр 92 Катод 134, 147 Катодные участки 148 Компаратор механический 67 Кондиционирование воздуха 260
Коррозионная гннль 168 — усталость 140
Коррозионное растрескивание 140
Коррозия 127
— атмосферная 135
— выщелачивания 152
—---изделий керамических 158 - силикатных 158
— кирпича глиняного 158 силикатного 158
— конструкций бетонных 153 ---- деревянных 167
Коррозия конструкций железобетонных 153
----пз минеральных материалов 150
---- металлических 133
-------- контактная 138
-------межкристаллитная 140
------- нитевидная 137
------- щелевая 138
— магнезиальная 155
— материалов битумных 166
---- каменных 157
----полимерных 162
— металлов 133
— подземных трубопроводов 146
— полимерных конструкций 162
— природных каменных материалов 157
— сульфоалюминатная 155
— физико-химическая 152
— физическая 151
— химическая 153
— электрохимическая 133 Котельные 257
Коэффициент выигрыша вследствие оперативной работы ремонтно-эксплуатационных служб 306 — готовности 305 — естественной освещенности 95
Креномер 87
Крен здания 175
Кровлелнт 221
Кровли из оцинкованной стали 220
Кручение здания 176
Крышн 218
— невентнлнруемые 218
Лестницы 226
Лифт 273
Лоджии 205
Люксметр объективный 94 — субъективный 94
Льдообразование на кровлях 222
Марка осадочная 86
Математическая обработка результатов испытаний 107 Маяки 82 — Ф. А. Белякова 83
Мероприятия технической эксплуатации зданий 20
Мессура 64
Металлоискатель 78
Микроклимат 88
Микроскоп отсчетный 70
Модуль основности 150
Молоток А. И. Фнзделя 71 — К- ГТ. Кашкарова 73 Надежность здания 19
Непрогрев отопительных приборов 256
Нивелир гидростатический 66
Обслуживание зданий 24 --- техническое 24
Ограждение парапетное 86
Октава 98
366
Оперативность ремонтно-эксплуатационных служб 306 Определение срока службы графическим методом 49 ------аналитическим методом 49, 50
Органы управления жилищным фондом 118
Осадка грунта 174
--- выпирания 177
--- неравномерная 174
--- разуплотнения 176 --- уплотнения 176
— здания неравномерная 174
--- равномерная 174
Осмотры здания 300
---внеочередные 300
— крыш 225
— лифтов 276
Отказ 18
Очистка трубопроводов 247
Паропроницаемость материала конструкций 191, 192
Паспорт здания 307, 308
Пассивация металла 134
Перегородки 215
Перекрытия 208
Перепланировка здания полная 339 --- частичная 339 Период износа 43
— между осмотрами оптимальный 53
— нормальной работы 44
— приработки 44
Плотность распределения сроков службы 35
Поглощение влаги сорбцией 191 Показатель звукоизоляции 102 Полы 211
Последовательность осмотра 54
Предупреждение внутренней коррозии трубопровода 140, 143, 264
Прибор ДСК-3 105
— ИВС-2м 105
— ИПД 67
— ИСМ 97
— ТПК-1 78
— УКБ-Im 74
Причины нарушения нормальной работы вентиляции 262 — утечки воды 240
Проверка дымохода на плот-
ность 267
Прогиб здания 81, 176
Прогибомер Максимова 64 — П-1 64
Процент износа здания 10
Психрометр Августа 91 — Ассмана 90 Рабочая комиссия 59 Ремонтопригодность 18 Силикатизация грунтов 177 — каменных материалов 162 Система автоматического дымоудаления 262 — вентиляции 261 — водоснабжения 233 — газоснабжения 265 — горячего водоснабжения 263 — планово-предупреднтельных ремонтов 309
Система технического обслуживания и ремонта 21
— центрального отопления 248
-------воздушная 252 ------- местная 248
Скорость коррозии 140, 141 ---- атмосферной 135
Способ эксплуатации зданий подрядный 26, 316 -------хозяйственный 27, 316
Сорбция 191
Среднеквадратичное отклонение 31
Срок службы нормативный 16 ----оптимальный 19 Срыв водяных затворов 248 Старение полимерных материалов 163
Стенная селитра 184
Стены зданий 189
Стыки стеновых панелей 198
Стоимость здания восстановительная 12
Стропила 218
Текущий ремонт 21, 316 ---- аварийный (непредвиденный) 22, 316
— — планово-предупредительный (профилактический) 316 Тензометр Гугенбергера 67 — проволочный 70
Тепломер 103
Термограф 89
Теплотехнические свойства ограждающих конструкций 102 Точка росы 193
367
Тракт измерения шума 98 Трассоискатель 78
Требования к зданию противопожарные 57 _______ специальные 57 _______ эксплуатационные 57
Трешиностойкость материала стен 196
Увлажнение материала фундаментов 183
Уклоны горизонтальных трубопроводов системы канализации 248
Ультразвуковой метод испытания конструкций 74
Управление децентрализованное 113
непосредственное 115 — централизованное 113 Управления структура линейная 115
---- линейно-функциональная 115
----функциональная 115
Упругость водяных паров 190
Уровень освещенности 96
Фильтры доломитовые 264
— сталестружечные 264
Флюатирование 161
Фундамент 181
Хозрасчетный участок по техническому обслуживанию и ремонту зданий 321
Цементация грунтов 180
Цоколи 187
Частотный анализ шума 97
Частотомер 79
Шум 97
Щуп 71
Эксплуатация зданий 7
---- техническая 20
Электродный потенциал 138
Электроосушеиие грунтов 179
Электроосмос 179
Эркер 204
Эрозия 127
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ........................................................... 3
Глава I. Организация технической эксплуатации жилых и общественных зданий................................................. 6
§ 1. Особенности технической эксплуатации зданий 6
§ 2. Физический и моральный износ элементов зданий 9
§ 3. Оптимальный срок службы зданий .... 16
§ 4. Мероприятия по технической эксплуатации зданий, их содержание и задачи...........................................20
§ 5. Теоретическое обоснование методов технической эксплуатации зданий ............................................ 27
§ 6. Эксплуатационные требования к зданиям, их конструкциям и оборудованию. Методы контроля эксплуатационных свойств................................................56
§ 7. Типовые структуры ремонтно-эксплуатационных организаций......................................НО
Контрольные вопросы
Глава II. Техническая эксплуатация „строительных конструкций жилых и общественных зданий.................................127
§ 8. Виды коррозии материала конструкций и методы их защиты от преждевременного износа...............................127
§ 9. Техническая эксплуатация оснований, фундаментов, подвальных помещений и придомовых территорий . 174
§ 10. Техническая эксплуатация стен зданий . . . 189
§ 11. Техническая эксплуатация элементов фасадов . 202
§ 12. Техническая эксплуатация перекрытий н полов . 208
§ 13. Техническая эксплуатация перегородок . . . 215
§ 14. Техническая эксплуатация крыш и чердачных помещений 218
§ 15. Техническая эксплуатация лестниц . '. , . 226
368
§ 16. Техническая эксплуатация окон, дверей и световых фонарей..........................................228
Контрольные вопросы
Глава III. Техническая эксплуатация инженерного оборудования жилых и общественных зданий......................233
§ 17. Техническая эксплуатация систем внутреннего
водопровода..........................................233
§ 18. Техническая эксплуатация систем канализации 243
§ 19. Техническая эксплуатация систем отопления . 248
§ 20. Техническая эксплуатация систем вентиляции 200
§ 21. Техническая эксплуатация систем горячего водоснабжения 263
§ 22. Техническая эксплуатация систем газоснабжения 26э
§ 23. Техническая эксплуатация мусоропроводов . . 271
§ 24. Техническая эксплуатация лифтов .... 273
§ 25. Техническая эксплуатация электрооборудования
зданий, радиосетей и телеантенн......................277
§ 26. Аварийные и диспетчерские службы в системе технического обслуживания и ремонта зданий . . 281
Контрольные вопросы
Глава IV. Основные нормативные требования к организации технической эксплуатации жилых и общественных зданий 299
§ 27. Основные нормативные документы по технической эксплуатации зданий ............................ 299
§ 28. Система планово-предупредительных ремонтов и технического обслуживания зданий.....................309
§ 29. Изменение планировки и повышение степени бла гоустройства жилых домов............................ 340
Контрольные вопросы
Глава V. Особенности сезонной эксплуатации жилых и общественных зданий........................................345
§ 30. Подготовка зданий к зимнему и весеиие летнему периодам эксплуатации..................... . . 345
§ 31. Особенности эксплуатации общественных здании 358 Кош рольные вопросы
Список литературы........................................364
Предметный указатель ....... 366
Учебное издание
Порывай Григорий Андреевич
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗДАНИИ
Технический редактор Л. Ю. Калева Корректор Г. 1. Бросалина
ИБ № 4952
Сдано в набор 27.07.89. Подписано в печать 21.11.89. Т-16274. Формат 84Х1081/з2- Бум. тип. № 2. Гарнитура «Литературная». Печать высокая. Уел. печ. л. 19,32. Усл. кр.-отт. 19,53. Уч.-изд. л. 19,71. Тираж 20 000 экз
Изд. № АН 1-2696. Заказ № 370. Цена 65 коп.
Стройиздат, 101442, Москва, Каляевская, 23а
Владимирская типография Госкомитета СССР по печати.
600000. г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7