Эксплуатационные свойства зданий их показатели и нормирование

• нагрузки и процессы, возникающие при эксплуатации;

• конструктивные факторы;

• качество изготовления (дефекты производства).

Причины внешнего характера:

• климатические факторы (t^o, влажность, солнечная радиация);

• факторы окружающей среды (ветер, пыль, наличие в атмосфере агрессивных соединений, биологические факторы);

• качество эксплуатации;

• техническое обслуживание и ремонт.

Наиболее существенными  являются факторы конструктивного  характера. Рациональные конструктивные решения обеспечивают требуемую  работоспособность всех элементов  зданий за установленную длительность их эксплуатации при минимальных  затратах труда и средств на ее поддержание. Нерациональные и ошибочные  конструктивные решения могут привести к утрате работоспособности или разрушению отдельных конструктивных элементов.

Действие климатических  факторов и окружающей среды может  быть снижено и совсем исключено путем соответствующих конструктивных решений.

4. Свойство – Надежность. Сохранение работоспособности в течение всего срока службы здания или его элемента называют надежностью. Надежность можно также понимать как сохранение качества во времени. Без базового хорошего качества не может быть речи о надежности. При низком качестве построенных зданий и сооружений возникают дополнительные расходы материалов, труда и денежных средств на переделки и ликвидацию брака, допущенного при строительстве. Это приводит к задержке сдачи объектов в эксплуатацию.

Надежность элемента характеризуется  вероятностью безотказной работы и  вероятностью отказа. Отказ - частичная или полная потеря работоспособности в результате возникновения неисправности.

Большая вероятность отказов  в период приработки. Это связано  с наличием дефектов конструктивных элементов, которые отказывают один за другим. В короткий срок интенсивность отказов быстро уменьшается и становится приблизительно постоянной величиной, когда все дефектные элементы уже отказали и их отремонтировали или заменили. Наступает период нормальной эксплуатации. Отказы этого периода называются внезапными. Например, отказы стыков в виде протечек и промерзаний.

5. Свойство – Износ. В период интенсивного износа увеличивается число отказов, связанных с явлениями старения материала.

К концу срока службы здания возрастает вероятность отказа, а вероятность безотказной работы стремится к нулю. Эта закономерность является следствием физического износа.

Под физическим износом подразумевают частичную или полную потерю зданием или его элементом эксплуатационных свойств. Она возникает в результате накопления неисправностей, ухудшения или потери работоспособности в результате действия сил природы и функциональных процессов, протекающих в здании.

Физический износ выражают в процентах и рублях.

Для точного определения  физического износа визуально обследуют  фактическое состояние здания, его  конструктивных элементов и инженерных систем с помощью простейших инструментов (уровень, отвес, метр, рулетка, молоток). Процент их износа определяется по специально разработанным таблицам внешних признаков износа. В этих таблицах приведены внешние признаки износа для разных типов фундаментов, стен, перегородок, перекрытий, крыш и кровли, лестниц, полов, окон, дверей, отделки, инженерного оборудования и др. и соответствующий этим признакам процент износа.

Совокупный физический износ каждого конструктивного  элемента здания определяется в процентах  в зависимости от степени износа и удельного веса поврежденных участков по отношению к общей площади или объему конструктивного элемента по формуле:                И_фi = d_i * t_i/100, %

где d_i - процент износа i-го участка конструктивного элемента;

t_i - удельный вес площади (объема) поврежденного участка в общей площади (объеме) конструктивного элемента.

На основании данных о физическом износе конструктивных элементов рассчитывают процент износа всего здания.

Моральный износ 1-го рода - это снижение восстановительной стоимости здания вследствие уменьшения затрат на воспроизводство благодаря НТП. Стоимость морального износа 1-го рода определяется по формуле:          С_м1 = И_м1 С_пер

где И_м1 - коэффициент, учитывающий отношение новой стоимости конструкций и инженерных систем к старой;

С_пер - первоначальная стоимость здания.

Моральный износ 2-го рода - несоответствие планировки, конструктивных решений и инженерного оборудования здания современным требованиям.

6. Свойство – Комфортность. Наиболее емкое понятие, характеризующее качество жилья - это комфортность. В разные периоды времени к жилью предъявляли неравнозначные комфортные требования.

С ростом технических и  экономических возможностей поднимается  уровень и увеличивается количество требований к комфортности.

Комфортность рассматривается как совокупность таких свойств как гигиена, функциональность и безопасность.

В оценке качества жилища учитывается не только состояние  внутренней среды, но и свойства окружения. Неблагоприятный фон может свести на нет все преимущества внутреннего благоустройства здания. С другой стороны, неверно расположенное на местности сооружение может нарушить экологическое равновесие на территории.

Наиболее традиционная составляющая комфортности жилья - это  гигиена.

7. Свойство – Гигиеничность. Тепловлажностный режим и Теплообмен.

Основным показателем  гигиены является тепловлажностный режим в помещениях. Кроме этого показателя учитывают экологическую чистоту, зрительный и звуковой комфорт в помещениях. Совокупность этих показателей составляет искусственную среду зданий или их микроклимат. Оптимальным сочетанием этих факторов обеспечивают нормальное физиологическое состояние людей, пребывающих в здании. Параметры среды подбирают с учетом функционального состояния человека. Например, в помещениях общественных зданий, предназначенных для умственного труда (аудитории, читальные залы и т.п.), предъявляют повышенные требования к акустике и освещению, направленные на снижение утомляемости работающего.

Тепловлажностный режим  очень важен для ощущения комфортности пребывания в помещении. Ощущение комфортности зависит от температуры воздуха в помещении, от относительной влажности, скорости движения воздуха и лучистого теплообмена.

Неблагоприятные сочетания  перечисленных факторов затрудняют теплообмен. Это сказывается на мышечном и психическом тонусе человека.

От движения воздуха  зависит теплообмен - распределение тепловой энергии от нагретых тел к более холодным. Оптимальной скоростью перемещения воздушной массы в помещениях считается 0,25-1,5 м/с.

Тепловлажностный режим  в помещениях создается подогревом или охлаждением воздушной среды  при помощи отопления и кондиционеров. Он во многом зависит от изоляционных свойств наружных ограждающих конструкций: стен, перекрытий, оконных и дверных  заполнений.

8. Свойство – Теплопроводность. Представление людей о комфортности жилья связано с теплопроводностью ограждений здания. Чем меньше теплопроводность, тем более защищенным чувствует себя человек. Теплопроводностью называют передачу теплоты между соприкасающимися частицами материала. Этот вид передачи характерен для ограждений из твердых материалов, кирпича, бетона и др.

В строительстве понятие  теплопроводности подменяют теплопередачей - процессом переноса теплоты через толщу ограждения. Этот процесс включает 2 вида теплообмена:

1) между стеной и  холодным наружным воздухом;

2) между внутренней  поверхностью ограждения и нагретой  средой помещения.

Теплопередача зависит  от сопротивления ограждения передаче теплоты. Строительными нормами  и правилами установлено, что  сопротивление теплопередаче или  термическое сопротивление конструкции должно быть R_oR_o^тр, где R_о^тр - нормативное сопротивление.

Выбирая конструкцию ограждения учитывают и его тепловую инерцию. Если инерция мала, то резкий перепад температур наружного воздуха может привести к быстрому изменению t^о воздуха внутри помещения.

Тепловая инерция - свойство медленного затухания колебаний t^о внутри конструкции. Она характеризуется индексом Д – по формуле:        Д = R_o S (10)

где R_о - термическое сопротивление;

S - коэффициент теплоусвоения. 

По индексу Д ограждения делят на: легкие - Д 4; средние - 4,1 Д 7; массивные - Д 7.

Т.о. учитывают теплоустойчивость конструкций - свойство ограничивать колебание температуры на внутренних поверхностях ограждений при высоких температурах наружного воздуха в сочетании и солнечным облучением (инсоляцией).

Теплотехнические свойства стен и перекрытий во многом зависят  от воздухопроницаемости и влажности  материалов, из которых они изготовлены.

За счет воздухопроницаемости возможна эксфильтрация - возникновение фильтрационного потока из помещений, когда разность давлений на внутренней и наружной поверхностях ограждения > сопротивления прохождению воздуха через толщу стены. Это важно, если в здании нет кондиционеров. Эксфильтрация способствует очистке среды за счет естественного проветривания через стены.

Критерием воздухопроницаемости является сопротивление воздухопроницаемости R_вп. В соответствии с нормами ограждение отвечает гигиеническому условию, если R_вп > R_вп^тр, где R_вп^тр - необходимое общее сопротивление воздухопроницаемости.

Влажность ограждений. Влажность проникает в конструкции из грунтов, если нет гидроизоляции. Ограждения могут поглощать влагу из воздуха (сорбировать). Особо опасна конденсация водяных паров на внутренней поверхности или в толще ограждения. Материал ограждения оказывает сопротивление потоку пара. Это свойство называют сопротивлением паропроницанию R_п (R_п > R_п^тр). Увлажнение конструкций сказывается на сопротивлении теплопередаче. Ограждения теряют свои теплотехнические свойства тем больше, чем больше насыщен влагой материал. Это не только отражается на микроклимате помещений, но и приводит к повышенному расходу энергии для отопления здания.

Для создания комфортного тепловлажностного режима необходимо, чтобы температурный перепад в помещении не превышал 3^оС по горизонтали и 2^оС по вертикали. Такой режим достигается, если используются конструкции с высокими теплотехническими свойствами и если правильно располагаются отопительные приборы.

Для создания стабильного  теплового режима важно устанавливать  приборы с автономными и надежными  регулирующими устройствами. Регулирование  подачи теплоносителя на отопительные приборы позволяет жильцам управлять процессом обогрева.

9. Свойство – Экологичность. Под чистотой воздуха в помещениях подразумевают такое его загрязнение, при котором содержание примесей не превышает нормативных пределов. В квартирах содержится много вредных для человека газообразных веществ. Продукты дыхания и разложения испарений тела, горения газа на кухне, табачный дым и запахи еды.