Особенности эксплуатации промышленных зданий
Общие положения
Современные промышленные здания являются сложными инженерными сооружениями. Для поддержания их в работоспособном состоянии требуются определенные затраты на техническое обслуживание и ремонты.
В ряде производств фактические скорости износа строительных конструкций и зданий в целом настолько велики и мешают нормальной работе предприятий, что принятие неотложных мер по снижению интенсивности износа и увеличению сроков службы строительных конструкций является главной задачей службы эксплуатации.
Особенно это относится к "открытым" и "полуоткрытым" технологическим процессам, сопровождающимся агрессивными для строительных конструкций выделениями из раскрытых емкостей.
Техническая эксплуатация промышленных зданий и сооружений включает в себя совокупность организационно-технических мероприятий по надзору, уходу и всем видам ремонта строительных конструкций, направленных на обеспечение надежности, исправности и долговечности их работы в условиях эксплуатации.
В отличие от производственного оборудования строительные конструкции в значительно меньшей мере подвержены моральному износу, поэтому обеспечение их долговечности предупреждением преждевременного физического износа имеет важнейшее народнохозяйственное значение. Опыт показывает, что профилактические мероприятия в десятки раз дешевле и проще, чем восстановление или замена преждевременно вышедшей из строя конструкции в условиях действующего производства.
Требования эксплуатации направлены на обеспечение сохранности и эксплуатационной надежности производственных зданий и сооружений, сокращение затрат на их эксплуатацию путем надлежащего ухода и надзора за ними, получение полной и объективной информации о техническом состоянии зданий и сооружений, назначение и своевременное проведение необходимых видов ремонтов, осуществляемых по заранее составленному плану.
Лица, занятые эксплуатацией и ремонтом зданий, должны хорошо знать их устройство, условия работы конструкций, технические нормативы на материалы и конструкции и уметь приближенно оценивать техническое состояние зданий и отдельных его конструкций по внешнему виду, выявлять уязвимые места, с которых может начаться разрушение конструкции.
Эксплуатационная пригодность зданий. Природные и технологические воздействия на здания и их последствия
Каждое здание и сооружение возводится с целью обеспечения наилучших условий осуществления в нем определенного технологического процесса. Использование зданий по назначению именуется технологической эксплуатацией, а поддержание зданий в исправном состоянии - технической эксплуатацией.
Эксплуатационная пригодность зданий характеризуется:
Конструктивной надежностью и физической долговечностью при воздействии физико-химических факторов, а именно: прочностью, устойчивостью, влаго- и морозостойкостью материалов, конструкций, допустимыми деформациями, герметичностью кровли, гидроизоляцией и др.
Соответствием своему назначению: по технологии и конструктивному решению, температурно-влажностному режиму, герметичности и звукоизоляции ограждений.
Долговечность здания, т.е. способность сохранять прочность и устойчивость в течение длительного времени, обуславливается долговечностью его основных конструкций. Она зависит от сопротивления материалов, из которых выполнены конструкции, различным физическим и химическим воздействиям, от качества строительных и монтажных работ при возведении здания и в значительной мере от условий их эксплуатации.
Любое здание возводится с таким расчетом, чтобы в нем в течение заданного срока службы сохранялись все параметры, предусмотренные проектом.
Свойство зданий сохранять заложенные в них параметры в определенных пределах называется надежностью зданий.
Надежность зданий в процессе технической эксплуатации поддерживается путем своевременного возобновления защитных покрытий, замены или усиления ослабленных элементов и т.д.
Нормативный срок службы зданий, эксплуатирующихся в нормальных условиях, обычно составляет 60 - 100 лет, а зданий, строительные конструкции которых подвергаются воздействию агрессивных сред, - 30 - 45 лет. В действительности же промышленные здания нередко изнашиваются на 10 - 20 лет раньше нормативного срока.
Опыт показывает, что в нормальных эксплуатационных условиях большинство конструкций за установленный срок службы не исчерпывают физико-механических качеств материалов и поэтому они не полностью характеризуют долговечность зданий. Нормативные сроки службы являются в значительной степени условными.
Различают еще оптимальную долговечность, т.е. срок службы здания, в течение которого экономически целесообразно его восстанавливать. Однако наступает такой срок, когда затраты на восстановление становятся нецелесообразными.
Срок службы зданий, сооружений и их конструктивных элементов различен при разных условиях эксплуатации.
Надежность зданий в процессе технической эксплуатации восстанавливается путем своевременного возобновления защитных покрытий, замены или усиления ослабленных элементов и т.п.
Правильная эксплуатация зданий и сооружений состоит в предупреждении преждевременного износа профилактическими мерами, в оценке степени износа, своевременном устранении повреждений, замене изношенных конструкций, т.е. возмещения износа.
На преждевременный износ зданий и сооружений оказывает влияние неудовлетворительный уход за ними, нарушение правил технологической и технической эксплуатации.
Одной из главных причин преждевременного износа строительных конструкций большинства зданий и сооружений является коррозия стали, железобетона и загнивание древесины.
В процессе эксплуатации каждое здание или сооружение находится под воздействием двух групп факторов: внешних или природных и внутренних, связанных с происходящим в здании технологическим или функциональным процессом.
К внешним или природным факторам относятся: воздействие на конструкции ветра, снега, дождя и температуры.
К внутренним или технологическим факторам относятся: повреждения конструкций от механических воздействий, перегрузка конструкций покрытия от пылевидных выносов, коррозия стальных и железобетонных конструкций, поражение деревянных конструкций грибком в результате нарушения температурно-влажностного режима помещений и т.д.
От атмосферных воздействий могут возникнуть повреждения в конструкциях в результате перегрузки покрытий снеговой нагрузкой, намокания стен из-за малого выноса карниза и проникновения влаги через кровлю в связи с неудовлетворительным ее состоянием, особенно в местах перепада высот парапетов и водосточных воронок.
Снеговые нагрузки, особенно в местах перепада высот, довольно часто создают перегрузки на покрытия, приводящие к деформациям несущих и ограждающих конструкций, а в некоторых случаях приводят к авариям.
Ветровые нагрузки не являются опасными для одноэтажных промышленных зданий (выполненных по проекту). Однако, учитывая, недостаточный вылет карнизов и низкую морозостойкость кирпича стены систематически намокают, в результате чего происходит выветривание и разрушение кирпичной кладки.
Нагрузки на кровли от пылевидных выносов значительны и опасны для покрытий цехов, так как они создают дополнительные неучтенные расчетом нагрузки, в результате чего создаются перегрузки, которые вызывают деформации несущих и ограждающих конструкций покрытий.
Отложения от пылевидных выносов бывают, значительны вблизи мест источников их выделения. Иногда достигают толщины 20 - 30 см и более. Пыль, особенно после уплотнения атмосферными осадками, достигает значительного веса - 2000 кг/м3. Поэтому даже незначительный слой пыли на кровле приводит к большим перегрузкам, а следовательно к деформациям строительных конструкций. Скопление пыли на поверхности кровли толщиной 20 - 30 см. создает дополнительные неучтенные расчетом нагрузки в 400 - 600 кгс/м2 покрытия.
Повреждения от механических воздействий возникают в результате неправильной транспортировки и монтажа строительных конструкций, неправильной транспортировки различных грузов внутри цеха, подвески к конструкциям тяжелых деталей при ремонте оборудования, нарушений правил технической эксплуатации здания.
Повреждения от механических воздействий встречаются довольно часто. Это обусловлено весьма напряженной работой кранового и другого оборудования, работающего в весьма стесненных условиях, а также ударными воздействиями при разного рода ремонтных работах.
Повреждения от химических воздействий проявляются в различных видах коррозии стальных, бетонных и железобетонных конструкций и являются одним из существенных факторов преждевременного износа строительных конструкций и различных коммуникаций.
Скорость коррозии зависит от окружающей внешней среды, в которой расположены конструкции.
Среды, под воздействием которых происходит коррозия материалов, приводящая к преждевременному износу или разрушению конструкций и частей здания, называются агрессивными.
По степени воздействия на материалы конструкций агрессивная среда подразделяется на слабую, среднюю и сильную.
Для отдельных групп агрессивных сред агентами, вызывающими коррозию строительных конструкций, могут быть:
| для жидких сред | - растворы кислот, щелочей и солей, органические жидкости (масла, растворители и др.); |
| для газообразных сред | - повышенная или высокая влажность воздуха (более 75 %), наличие в воздухе кислых или окисляющих газов (особенно сернистых) в сочетании с повышенной или высокой влажностью и паров с высокой температурой на поверхности различных конструкций; |
| для твердых сред | - различные агрессивные пыли, аэрозоли, дым в сочетании с высокой влажностью воздуха. |
Коррозия может быть местная, когда под воздействием местных агрессивных факторов поражаются отдельные узлы или части конструкций на участках сравнительно небольшой длины, и равномерная, когда конструкции одинаково разрушаются по всей поверхности на значительной длине цеха.
В результате коррозии конструкции преждевременно изнашиваются, что приносит предприятию большой материальный ущерб.
Основой нормального функционирования здания и рациональной формы технической эксплуатации является система планово-предупредительных ремонтов, состоящая из периодически проводимых ремонтов, объемы которых главным образом зависят от сроков службы и видов материалов и конструкций зданий.
Система планово-предупредительного ремонта предусматривает проведение в определенное время эксплуатации такого объема ремонтных работ (включая и замену конструкций), чтобы обеспечить безотказную работу всех элементов конструкций до следующего планового ремонта.
Соблюдение системы планово-предупредительного ремонта обеспечит дальнейшую сохранность зданий и сооружений, их элементов и конструкций, позволит повысить срок службы конструкций, а следовательно, и всего здания, увеличить межремонтный период, снизить стоимость и трудоемкость технической эксплуатации и ремонта.