Проблемы мониторинга ограждающих конструкций зданий на стадии возведения

строительные материалы и конструкции

Проблемы мониторинга ограждающих конструкций зданий на стадии возведения

С.И. Крышов, Е.В. Аленичева, М.Г. Карина

Эффективное функционирование городского хозяйства в современных условиях зависит от стратегического управления комплексным социально-экономическим развитием муниципального образования, включающим программы развития всех сфер его деятельности. В основе стратегического управления отраслью лежит единая обобщенная информационная база данных об объектах недвижимости, населении, экологии и так далее, заключенная в подсистему обеспечения процесса управления. Формирование информационной базы основывается на данных мониторинга жилищного фонда. Мониторинг, как процесс, предполагает регулярное отслеживание и наблюдение заданных объектов. В этой связи, мониторинг — это составная часть управления, которая заключается в непрерывном наблюдении и анализе состояния объектов с отслеживанием динамики изменений. Применительно к объектам недвижимости, мониторинг предполагает наблюдение за состоянием и функционированием объекта. Он играет важную роль в организации управления жилыми объектами для сравнения их функционального состояния с принятыми стандартами и критериями. Традиционно в качестве основных задач мониторинга выделяются:

— постоянный контроль и фиксирование изменений технического состояния жилищного фонда и сравнение его с нормативными показателями;

— разработка перспективных планов и различных моделей оптимизации управления техническим состоянием жилых зданий для обеспечения их надлежащего содержания и тем самым повышение экономической и социальной эффективности капитальных ремонтов;

— разработка целевых программ по аварийному и ветхому жилью, капитальному ремонту, повышению эксплуатационной надежности зданий, имеющих деформации.

Системы мониторинга, призванные успешно решать названные задачи, созданы и достаточно эффективно функционируют в Москве, Ростове-на-Дону, Липецке («Домовой») и некоторых других. Однако в данном случае работа ведется применительно к уже существующим зданиям и сооружениям, имеющим различную степень износа и значимости в сложившейся застройке городов и населенных пунктов. Между тем, крайне перспективно про-

ведение мониторинга еще на этапе возведения зданий. К преимуществам мониторинга на данном этапе можно отнести возможности:

— оптимизации будущего проектирования и строительства на основе знаний, полученных в процессе мониторинга при строительстве и эксплуатации сооружения;

— прогнозирования поведения несущих и ограждающих конструкций здания в различных условиях их эксплуатации с течением времени;

— оперативного вмешательства в ход строительного производства с целью коррекции и устранения дефектов и отклонений.

При этом можно выделить два основных направления работы:

— создание системы мониторинга несущих конструкций ;

— создание системы мониторинга физико-технических характеристик ограждающих конструкций зданий.

Идея мониторинга несущих конструкций зданий не нова.

Известен положительный опыт функционирования системы мониторинга несущих конструкций высотных и уникальных объектов в Москве на базе научно-производственного объединения «Современные диагностические системы», ГУП «НИИМосст-рой» [1, 2, 3]. В качестве пособия к Московским городским строительным нормам вступило в действие МРДС 02-08 [4], содержащее ряд практических положений по организации и осуществлению инжинирингового сопровождения строительства на основе научного прогноза данных мониторинга, отслеживающего техническое состояние конструкций, их деформации при различных нагрузках и воздействиях. Приоритетное создание мониторинга несущих конструкций связано с тем, что данные мероприятия позволяют обеспечивать гарантированную безопасность и надежность эксплуатации зданий и сооружений с позиций соблюдения прочностных характеристик.

Мониторинг физико-технических характеристик ограждающих конструкций зданий применяется на настоящий момент в единичных случаях. Существует по крайней мере две причины, объясняющие такую ситуацию.

Первая причина заключается в отсутствии нор-

строительные материалы и конструкции

мативной базы и методических разработок, позволяющих эффективно организовать данный мониторинг. Вторая причина состоит в технических сложностях, которые обусловлены не только дефицитом, а иногда и полным отсутствием необходимой контрольно-измерительной аппаратуры, но и необходимостью создания в процессе строительства специальных условий, искусственно воссоздающих условия эксплуатации ограждающих конструкций зданий.

Основной сложностью при проведении мониторинга ограждающих конструкций на стадии строительства является тот факт, что часть испытаний возможно провести только при соответствующей готовности здания и при строго определенных наружных и внутренних условиях. В отдельных случаях выполнить это относительно несложно. Например, моделирование различных шумовых режимов, возникающих в процессе эксплуатации ограждающих конструкций, может быть достигнуто при помощи стандартного источника шума и соответствующего рабочего положения ограждающей конструкции. В то же время при определении теплопотерь, происходящих, например, через установленное оконное заполнение, необходимо не только создать в помещении температурный режим, близкий к условиям эксплуатации данного помещения, но и для большей объективности общей картины работы ограждающей конструкции, создать соответствующий тем-пературно-влажностный режим и в помещениях, прилегающих к данному. Сделать это в большинстве случаев не представляется возможным. Для моделирования температурных воздействий необходимо устройство, создающее фиксированный тепловой поток и учитывающее при этом расход электрической энергии на прогрев конструкции. Подобная имитация внешних воздействий (в данном случае тепловых) позволяет оценить качество ограждения в условиях, максимально приближенных к условиям его реальной работы.

В рамках научно-исследовательской программы Научно-образовательного центра ТГТУ и НИИСФ (НОЦ «ТГТУ-НИИСФ РААСН») «Защита зданий от негативных воздействий» нами начата разработка методик оценки на стадии строительства акустических свойств оконных заполнений, междуэтажных перекрытий, внутренних вертикальных ограждающих конструкций. В настоящее время разработаны основные положения методики оценки звукоизоляционных характеристик оконных заполнений с использованием акустического оборудования НИИСФ РА-АСН и произведено их апробирование на строящихся объектах Москвы [5]. Выполненный сравнительный анализ звукоизоляционных характеристик

окон, полученных на стадиях строительства и последующей их эксплуатации, показал хорошее совпадение. Подобные оценки звукоизоляционных качеств позволяют предвидеть изменения характеристик конструкций при различных режимах их работы в процессе эксплуатации.

Например, использование в жилых домах оконных заполнений из поливинилхлоридных профилей предопределяет необходимость проветривания жилых помещений посредством открывания створок окон на разную величину зазора в зависимости от температурного режима. В зимний период достаточно наличия вентиляционных клапанов в конструкции окон. В теплый период года дополнительно требуется открывание створок окон на длительное время с разной величиной зазора. Подобные режимы проветривания существенно влияют на звукоизоляцию окон. В процессе строительства зданий нами была произведена оценка этих влияний [5].

Вследствие однотипности конструктивных решений, применяемых в жилых домах окон из поливи-нилхлоридных профилей, оценка звукоизоляционных свойств выполнена для оконных заполнений двух зданий Москвы по адресам: ул. Молостовых, д. 14, корп. 3; Открытое шоссе, д. 28, корп. 6а. На обследованных домах оконные и дверные балконные блоки выполнены из трехкамерных поливинилх-лоридных профилей системы РкОРЬЕХ ОРТ1МА шириной 58 мм с двухкамерными стеклопакетами СПД 4М1-10-4М1-10-4М1. Оконные блоки двухстворчатые, с импостом, одна створка поворотно-откидная с двумя контурами уплотнения.

В процессе испытаний окон была выполнена серия измерений звукоизоляции при следующих условиях (рисунки 1 и 2): створка окна и балконная дверь плотно закрыты (1); зазор между створкой и коробкой 4—5 мм (2); зазор между створкой и коробкой 25 мм (3); зазор между створкой и коробкой 45 мм (4); зазор между створкой и коробкой 65 мм (5); створка в положении, фиксируемом откидным механизмом, или щелевого проветривания (6).

Существенным отличием между исследуемыми оконными заполнениями является наличие в заполнениях дома по Открытому шоссе, д. 28, корп. 6а вентиляционного клапана, смонтированного над балконной дверью.

Результаты измерений (в дБА) приведены в таблице. Частотные характеристики звукоизоляции даны на рисунках 1 и 2. Полученные результаты позволяют оценить влияние характера открывания створок и наличие вентклапана на звукоизоляцию окон и балконных дверей в процессе их будущей эксплуатации.

строительные материалы и конструкции

Рисунок 1. Графики звукоизоляции окна с балконной дверью Рисунок 2. Графики звукоизоляции окна с балконной дверью (дБ) по октавным полосам частот (Гц) по ул. Молостовых, д. 4 (дБ) по октавным полосам частот (Гц) по Открытому шоссе,

д. 28, корп. 6а

Описание условий эксперимента Звукоизоляция окна, /?Атран, дБ А Снижение внешнего шума, дБА

Окно с балконной дверью по ул. Молостовых, д.4. Размер окна 1,14x1,52 м. Размеры двери 0,81x2,25 м

Створки окна плотно закрыты 25,6 32,1

Режим проветривания. Одна створка приоткрыта. Размеры створки окна 0,51x1,45 м

Зазор между створкой и коробкой 4-5 мм 20,7 26,9

Зазор между створкой и коробкой 25 мм 17,3 23,5

Зазор между створкой и коробкой 45 мм 16,2 22,3

Зазор между створкой и коробкой 65 мм 15,0 21,2

Створка в положении, фиксируемом откидным механизмом 12,2 18,4

Окно с балконной дверью по Открытому шоссе, д. 28, корп. 6а. Размеры окна 1,12x1,54 м. Размеры двери 0,78x2,25 м

Створки окна и балконная дверь плотно закрыты 25,1 33,4

Режим проветривания. Одна створка приоткрыта. Размеры створки окна 0,45x1,45 м

Зазор между створкой и коробкой 4-5 мм 19,8 27,9

Зазор между створкой и коробкой 25 мм 16,6 24,7

Зазор между створкой и коробкой 45 мм 14,9 23,0

Зазор между створкой и коробкой 65 мм 13,6 21,7

Створка в положении щелевого проветривания 16,2 24,3

Таблица. Результаты измерений звукоизоляции оконных заполнений

строительные материалы и конструкции

По приведенным данным можно оценить снижение звукоизоляции при различных вариантах проветривания помещений. Снижение уровней транспортного шума окнами в закрытом положении составляет не менее 30 дБА для всех помещений в здании. Худшим с точки зрения защиты от шума является использование откидного положения створок окон. В режимах проветривания самая низкая звукоизоляция наблюдается в третьоктавной полосе частот 315 Гц.

Полученные зависимости звукоизоляции окон от частоты звука и режима проветривания могут достаточно широко использоваться при оценке уровней проникающего шума в жилые помещения, для решения задач борьбы с шумом на селитебных территориях.

Аналогичные работы необходимо выполнять и для оценки теплофизических характеристик ограждающих конструкций. Окончательным результатом, как и в первом случае, должна быть методика оценки теплофизических характеристик ограждающих конструкций с использованием доступных для практики теплофизических измерительных приборов и имитирующих реальные условия прогрева конструкций устройств.

В целом выполненный анализ возможных путей создания методик оценки физико-технических параметров при мониторинге ограждающих конструкций на стадии строительства объектов и полученные нами результаты для ряда ограждений свидетельствуют о том, что основным направлением исследований в этом случае может быть разработка устройств, имитирующих реальные условия эксплуатации и приборов, объективно фиксирующих требуемые параметры. Данный подход обеспечивает получение объективных данных вне зависимости от стадии строительства, не предполагает применение разрушающих методов, экономически оправдан.

Литература

1. Патент РФ на полезную модель № 66525 «Система мониторинга технического состояния зданий и сооружений»

2. Свидетельство РОСПАТЕНТА № 2009612830 «Автоматизированная система мониторинга технического состояния зданий и сооружений на базе геоинформационных технологий (SODIS Building M2.5)»

3. Шахраманьян A.M. Технологические и методические основы построения систем мониторинга несущих конструкций высотных и уникальных объектов / / Электронный журнал «Предотвращение аварий зданий и сооружений»

4. Пособие по научно-техническому сопровождению и мониторингу строящихся зданий и сооружений, в том числе большепролетных, высотных и уникальных МРДС 02-08. М., 2007.

5. Крышов С.И., Залесская Е.И. Звукоизоляция типовых решений оконных заполнений жилых зданий в режиме проветривания помещений: Материалы Международной научно-практической конференции «Гармонизация европейских и российских нормативных документов по защите населения от повышенного шума». Москва; София; Кавала, 2009. С. 44-48.

Проблемы мониторинга ограждающих конструкций зданий на стадии возведения

В статье рассмотрены общие вопросы мониторинга физико-технических характеристик ограждающих конструкций зданий.

В качестве примера приведены результаты мониторинга звукоизоляционных свойств окон жилых домов массового строительства в Москве.

Problems of monitoring of building protecting designs at the erection stage

by S.I. Kryshov, E.V. Alenicheva, M.G. Karina

In article the general questions of monitoring of physicotechnical characteristics of protecting designs of buildings are considered.

As an example results of monitoring of soundproof properties of windows of apartment houses of mass building in Moscow are resulted.

Ключевые слова: мониторинг, здание, ограждающие конструкции, физико-технические характеристики, температурно-влажностный режим, звукоизоляция окон.

Key words: monitoring, the building, protecting designs, physicotechnical characteristics, sound insulation of windows.