СРОК СЛУЖБЫ ЗДАНИЙ

Эксплуатационные требования к зданиям

Срок службы — продолжительность нормальной эксплуатации строительного объекта с предусмотренным техническим обслуживанием и ремонтными работами (включая капитальный ремонт) до состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна. Под строительным объектом понимают сооружение, здание, помещение, строительную конструкцию, строительное изделие или основание. Нормальной является эксплуатация строительного объекта в соответствии с условиями, предусмотренными в строительных нормах или задании на проектирование, включая соответствующее техническое обслуживание, капитальный ремонт или реконструкцию.

Расчетный срок службы — установленный в строительных нормах или в задании на проектирование период использования строительного объекта по назначению до капитального ремонта и (или) реконструкции с предусмотренным техническим обслуживанием. Расчетный срок службы отсчитывается от начала эксплуатации объекта или возобновления его эксплуатации после капитального ремонта или реконструкции. Расчетные сроки службы проектируемых объектов должен определять генеральный проектировщик по согласованию с заказчиком. Примерные сроки службы зданий и сооружений приведены в табл. 2.11.

Таблица 2.11

Срок службы зданий и сооружений

Продолжительность безотказной работы элементов здания, его систем и оборудования неодинакова. При назначении сроков службы здания принимают средний безотказный срок службы основных несущих элементов — фундаментов и стен. Сроки службы зданий зависят от материала основных конструкций и являются усредненными. При соответствующем обосновании сроки службы ограждающих несущих конструкций могут быть приняты отличными от сроков службы сооружения в целом. Срок службы других элементов может быть меньше расчетного срока службы здания. В процессе эксплуатации здания эти элементы приходится заменять, возможно, несколько раз. В современных зданиях увеличилось число конструктивных элементов, срок службы которых равен сроку службы основных. Минимальные сроки службы конструктивных элементов зданий приведены в табл. 2.12.

Таблица 2.12

Срок службы элементов зданий

Задачей мероприятий технической эксплуатации зданий является устранение физического и морального износа здания в целом и его элементов, а также обеспечение их способности выполнять требуемые функции. Надежность здания в целом и его элементов обеспечивается при выполнении комплекса мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий.

Надежность строительного объекта — его способность выполнять требуемые функции в течение расчетного срока эксплуатации. Надежность здания определяется надежностью всех его элементов и характеризуется следующими основными свойствами: долговечностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, безотказностью.

Долговечность — способность строительного объекта сохранять прочностные, физические и другие свойства, устанавливаемые при проектировании и обеспечивающие его нормальную эксплуатацию в течение расчетного срока службы при данных условиях использования и надлежащем техническом обслуживании. Долговечность — сохранение работоспособности до наступления предельного состояния с перерывами для ремонтно-наладочных работ и устранения внезапно возникающих неисправностей.

Для обеспечения требуемой долговечности строительного объекта при его проектировании необходимо учитывать:

• • условия эксплуатации по назначению;
• • расчетное влияние окружающей среды;
• • свойства применяемых материалов, возможные средства их защиты от негативных воздействий среды, а также возможность деградации их свойств.

Ремонтопригодность — приспособленность элементов здания к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и повреждений путем проведения технического обслуживания и выполнения ремонтов.

Сохраняемость — способность отдельных элементов выполнять требуемую функцию и противостоять отрицательному влиянию неудовлетворительного хранения, транспортирования, старению до монтажа, а также здания в целом до ввода в эксплуатацию и во время ремонтов.

Безотказность — способность выполнять требуемую функцию без вынужденных перерывов в течение заданного интервала времени при данных климатических, технических и прочих условиях до появления первого или очередного отказа.

Отказ — событие, заключающееся в потере конструкцией или инженерной системой способности выполнять требуемую функцию; это состояние строительного объекта, при котором не выполняются одно или несколько условий предельных состояний.

За безотказность принимают отношение числа однотипных элементов, которые за данный промежуток времени могут работать безотказно, к общему числу этих элементов:

где Р — безотказность элемента; п₀ — число элементов данного типа, за которыми велось наблюдение, проработавших безотказно в течение заданного промежутка времени; п — общее количество элементов данного типа, за которыми велось наблюдение.

При замене отдельных элементов их безотказность повышается, но не достигает первоначальной, так как в конструкциях всегда существует остаточный износ элементов, которые в течение всего срока эксплуатации не меняются. Эта закономерность является причиной нормального износа здания.

Оптимальную долговечность зданий определяют с учетом предстоящих затрат на его эксплуатацию за весь срок службы.

Приведенные затраты П, представляющие собой сумму основных и сопряженных капитальных вложений Z, Z' и годовых эксплуатационных расходов с учетом нормативных коэффициентов эффективности Е_н, Е'_н, должны быть минимальными:

Соответствующие математические преобразования дают выражение для определения оптимального срока службы здания, стоимость единовременных затрат на возведение которого составляет

Z руб. Объемно-планировочные и конструктивные решения предусматривают проведение ремонтов через t_p лет со средней стоимостью ремонта К руб.

Общее число ремонтов за нормативный срок службы п составляет:

где Г) = 2(п - 1) — коэффициент, учитывающий непропорциональную зависимость стоимости капитального ремонта от его порядкового номера.

Анализируя выражение (2.7), приходим к выводу, что значение оптимального срока зависит от размера средней стоимости капитального ремонта К, межремонтного периода /_р, объема первоначальных затрат на возведение здания Z. Чем реже ремонтируют конструктивные элементы с минимальной стоимостью этих ремонтов, тем больше оптимальный срок службы элементов и здания в целом, соответствующий минимальным приведенным затратам. Увеличение долговечности конструктивных элементов и, следовательно, межремонтного срока связано с повышением первоначальных затрат.

Необходимые меры по обеспечению долговечности конструкций и оснований зданий и сооружений с учетом конкретных условий эксплуатации проектируемых объектов должен определять генеральный проектировщик по согласованию с заказчиком. Задача технической 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 расчетного срока службы.

Каждое здание должно удовлетворять ряду эксплуатационных, функциональных, технических, экономических и архитектурно-художественных требований. Функционально здание должно быть целесообразным, т.е. отвечать своему назначению, соответствовать заданным санитарно-гигиеническим, экономическим и другим условиям эксплуатации в течение расчетного срока службы.

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 зданий. Специальные требования, определяемые назначением здания, отражаются в техническом задании на проектировании.

Эксплуатационные требования предъявляются к зданиям исходя из принятых объемно-планировочного и конструктивного решений, предусматривающих минимальные затраты на техническое обслуживание и ремонт конструкций и инженерных систем.

При проектировании зданий и сооружений необходимо обеспечить ряд требований:

• 1) 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;
• 2) конструктивные элементы и инженерные системы должны иметь одинаковые или близкие по значению межремонтные сроки службы;
• 3) мероприятия по контролю технического состояния здания, поддержанию его работоспособности или исправности, а также подготовка к сезонной эксплуатации должны осуществляться наиболее доступными и экономичными методами;
• 4) здание должно иметь устройства и приспособления, необходимые для его нормальной эксплуатации, включая набор помещений для размещения эксплуатационного персонала, отвечающих требованиям соответствующих нормативных документов;
• 5) соблюдение санитарно-гигиенических требований к помещениям и прилегающей территории.

Для каждого здания или сооружения необходимо установить его класс (КС-1, КС-2 или КС-3) в зависимости от его назначения, а также социальных, экологических и экономических последствий их повреждений и разрушений.

Класс сооружений устанавливается в задании на проектирование генеральным проектировщиком по согласованию с заказчиком в соответствии со следующей классификацией по приложению А ГОСТ 27751-2014.

Класс сооружений КС-Г.

• а) теплицы, парники, мобильные здания (сборно-разборные и контейнерного типа), склады временного содержания, в которых не предусматривается постоянного пребывания людей;
• 6) сооружения с ограниченными сроками службы и пребыванием в них людей.

Класс сооружений КС-2:

здания и сооружения, не вошедшие в классы КС-1 и КС-3.

Класс сооружений КС-3:

• а) здания и сооружения особо опасных и технически сложных объектов;
• б) все сооружения, при проектировании и строительстве которых используются принципиально новые конструктивные решения и технологии, которые не прошли проверку в практике строительства и эксплуатации;
• в) объекты жизнеобеспечения городов и населенных пунктов;
• г) тоннели, трубопроводы на дорогах высшей категории или имеющие протяженность более 500 м;
• д) строительные объекты высотой более 100 м;
• е) пролетные строения мостов с пролетом более 200 м;
• ж) большепролетные покрытия строительных объектов с пролетом более 100 м;
• з) строительные объекты с консольными конструкциями более 20 м;
• и) строительные объекты с заглублением подземной части более чем на 15 м.