Степень долговечности здания 2. Нормативная долговечность общественных зданий в зависимости от группы капитальности

В сфере недвижимости с определением группы капитальности строительных объектов приходится сталкиваться довольно часто. Например, без этой процедуры не обойтись, если необходима государственная регистрация сооружения или вынесение решения о сносе.

Что подразумевает термин «капитальность здания»?

Нормативно-техническая литература не даёт чётко сформулированного пояснения признаков капитальности строительных объектов. Тем не менее с данным термином связывают прочность, функциональность и срок эксплуатации постройки.

Как определить группу капитальности здания?

Для того чтобы присвоить зданию ту или иную группу капитальности, назначается специальная экспертная комиссия. Процесс экспертизы включает в себя оценку целого ряда показателей. Основными из них являются:

• Использованные материалы для строительства: фундамента, стен, перекрытий.
• Особенности конструкции, обеспечивающие физико-механическую выносливость сооружения.
• Степень устойчивости к пожарам.
• Уровень внутреннего благоустройства, инженерные коммуникации.

Группы капитальности зданий для гражданского пользования

Современные архитектурные решения подразумевают разную капитальность для зданий в зависимости от их целевого назначения. Таким образом, сооружения, предназначенные для гражданского пользования (жилые дома), обладают меньшей долговечностью, нежели промышленная (общественная) недвижимость.

Срок безаварийной эксплуатации является ключевым фактором в определении группы капитальности зданий и сооружений, таблица наглядно это показывает.

I группа капитальности жилых зданий

Дома первого класса капитальности отвечают самым высоким стандартам качества. Максимальный эксплуатационный срок достигается благодаря прочной конструкции, главным образом состоящей из монолитного фундамента, стен и перекрытий. Основной строительный материал основания бетон, камень. Стены могут быть выполнены из блочной, каменной или кирпичной кладки. Перекрытия - из армированного бетона. Пожароустойчивость таких объектов максимальная. Пример - многоэтажные из которых преимущественно состоит любая городская архитектура.

II группа капитальности

Представители этого класса ненамного отстают от первой группы по прочности и долговечности. В отличие от первого класса, здесь стены могут быть также крупнопанельными. Такие дома набирают всё большую популярность на строительном рынке, так как строятся быстрее, а главное - обходятся подрядчикам дешевле, нежели монолитные.

III группа капитальности

Для строительства таких домов применяется смешанная технология воздвижения стен с применением более облегчённых материалов: кирпича, шлакоблоков, ракушечника и т. д. Такие стены получаются легче, чем бетонные или каменные, но при этом теряется некоторый процент физико-механической выносливости.

IV группа капитальности

В смешанных конструкциях домов этой группы используется такой строительный материал, как дерево. В деревянном варианте могут быть выполнены стены (рубленые, брусчатые), перекрытия, фундамент облегчённый ленточный. Пажароустойчивость и заметно снижается по сравнению с предшественниками. По такому типу строятся малоэтажные дома, частные коттеджи, не сильно нагружающие фундамент.

V группа

Каркасно-щитовые здания относятся к деревянному домостроительству. Деревянные каркасные дома - это чаще всего загородные дачи и коттеджи, предназначенные для сезонного пользования. Несомненный плюс - низкие затраты времени и средств, минус - высокая пожароопасность и относительно недолгий срок эксплуатации.

VI группа

Яркие представители - бани, сараи, гаражи и прочие временные постройки и сооружения. Они предназначены для индивидуального хозяйственного пользования.

Группы капитальности зданий промышленного и иного назначения

К зданиям промышленного и иного назначения предъявляются несколько иные технические требования, нежели к гражданским объектам, а именно - повышается планка эксплуатационного срока. Ниже приведены данные, условно разделяющие нежилые объекты на группы капитальности зданий и сооружений. Таблица отражает основные их параметры, а также наглядно демонстрируется классификация зданий по капитальности.

Срок службы зданий по группам капитальности различный в зависимости от целевого назначения объекта. Так, для производственных сооружений он варьирует от 15 до 175 лет, в то время как гражданские объекты предназначены для использования от 15 до 150 лет. При этом чем ближе группа капитальности сооружения к началу классификационного ряда, тем выше требования к его физико-механической выносливости и огнеустойчивости. Следует также отметить, что на уровень капитальности влияют и такие дополнительные факторы, как внутренняя отделка, инженерные коммуникации, а также техническое оснащение здания.

Строительными нормами установлены три степени долговечности здании и инженерных сооружений: I степень с ориентировочным сроком службы более 100 лет, II - 50...100 лет, III - 20...50 лет. Конструкции со сроком службы менее 20 лет применяются только для временных сооружений. Согласно противопожарным требованиям здания и инженерные сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней.

Класс зданий и сооружений определяется в зависимости от народнохозяйственного значения и мощности предприятия в целом и от назначения каждого из зданий в комплексе этого предприятия, от градостроительных требований, от концентрации материальных ценностей и уникальности оборудования, устанавливаемого в этих сооружениях, а следовательно, и от запаса сырьевых ресурсов, от фактора нормальной амортизации сооружений.

К I классу относятся здания и сооружения, имеющие важнейшую народнохозяйственную значимость (здания с непрерывным производством большой мощности, государственные электростанции, метрополитены, большие мосты и др.). К ним предъявляются повышенные требования и проектируют их по индивидуальным техническим условиям и нормам, огнестойкостью не ниже II степени и долговечности не ниже I степени.

Ко II классу относится большинство зданий основного и подсобно-вспомогательного производственного назначения (склады с ценным сырьем, готовых изделий и оборудования). К ним предъявляются следующие требования: огнестойкость не ниже III степени, долговечность - не ниже II степени. Для их проектирования и строительства действуют Строительные нормы и правила (СНиП).

Производственные здания предприятий лесной и деревообрабатывающей промышленности, как правило, относятся ко II классу. Но практически они строятся огнестойкостью не ниже II степени, так как в них производится продукция из сгораемых материалов и установлено дорогое технологическое оборудование, превышающее во много раз стоимость самих зданий. Здания складов сырья и готовой продукции при них принимаются такой же капитальности. К III классу относятся сооружения с пониженными требованиями качества - производственные здания малой мощности с недорогим оборудованием, здания складов с малоценным сырьем и все деревянные сооружения. Долговечность их должна быть не ниже III степени, огнестойкость не нормируется. К IV классу относятся все сооружения, к которым не предъявляются требования долговечности и огнестойкости.

Класс зданий или основной группы их в предприятии назначается организацией (заказчиком), выдающей задание на проектирование.

нельзя отнести ни к одной из указанных групп.

Долговечность индустриальных сооружений обуславливалась не только новым конструктивом, но и увеличением удельного веса несменяемых элементов, что вело к значительному сокращению эксплуатационных расходов.

В лучших домах традиционной, несерийной (традиционной) постройки доля несменяемых конструкций достигала примерно 42% (к несменяемым относились фундаменты, стены, лестницы). Остальные элементы (прежде всего, деревянные перекрытия) предполагалось заменять по мере их износа в процессе эксплуатации.

В индустриально построенных зданиях несменяемые конструкции составили 53% , так как к ним добавились несменяемые сборные железобетонные перекрытия, была значительно увеличена долговечность фундаментов. Так же несменяемой стала считаться и крыша, поскольку при развитии серийных сооружений произошла повсеместная замена скатных крыш на плоские с внутренним водостоком.

Следует отметить, что увеличение объема несменяемых элементов приводил к значительному удорожанию проектирования и строительства жилого дома. Именно это противоречие снимали индустриальные подходы к возведению жилья – только заводская штамповка могла быть широко доступна всем слоям населения.

Удельный вес стоимости несменяемых элементов

Для отдельных конструктивных элементов зданий в положении также устанавливались усредненные сроки службы. Предполагалось, что все несменяемые конструкции имели сроки службы, равные срокам существования самих зданий. Все остальные конструкции и оборудование зданий — соответствовали различным нормативным срокам службы, зависящим от материала, условий эксплуатации и иногда от группы капитальности, т. е. от первоначального вида и качества материалов и работы. Наибольшие сроки установлены для деревянных перекрытий (80-60 лет) и полов, средние для перегородок, окон, внутренней отделки (40-30 лет), а наименьшие сроки для водосточных труб, различных мастик и окрасок (8-5 лет).

Другие виды конструкций по расчетным срокам их службы предполагалось сменить два раза (например, деревянные стропила, окна, двери), но периодичность ремонтов определяли наиболее недолговечные конструкции — кровли и покрытия наружных выступающих деталей, их состояние выявлялось при периодических осмотрах. В акте осмотра обосновывалась необходимость ремонта.

ЗДАНИЯ ИНДУСТРИАЛЬНОГО ТИПА
I группа капитальности «Уникальные» Нормативная долговечность 175 лет
		Типологическим признаком группы является наличие каркаса в сооружении (металлического или железобетонного), что создает возможность использования большепролетных перекрытий Ограждающие конструкции – навесные или самонесущие.
II группа капитальности «Особо капитальные» Нормативная долговечность 150 лет
		К группе относятся практически все здания, возводившиеся после индустриализации строительной отрасли*. — фундаменты железобетонные (ленточные, столбчатые, свайные, в виде плиты на упругом основании); — стены каменные (кирпичные из индустриальной сплошной кладки), крупнопанельные и крупноблочные; — перекрытия железобетонные (ребристые, затем плоские пустотные)
ЗДАНИЯ ТРАДИЦИОННОГО ТИПА
III группа капитальности «Капитальные» Нормативная долговечность 125 лет
		К группе относятся лучшие дореволюционные постройки и «сталинки». Основные типологические признаки: — фундаменты каменные, бутобетонные и бетонные (монолитные); — стены * каменные обыкновенные кирпичные; — перекрытия смешанные (деревянные в жилой части, монолитные железобетонные на путях эвакуации); — лестничные марши железобетонные монолитные на металлических косоурах и тетивах
IV группа капитальности «Обыкновенные» Нормативная долговечность 100 лет
	Типологически группа практически ничем не отличается от предыдущей. Исключение составляют лишь наружные ограждающие конструкции: – стены выполняются из облегченной кладки из кирпича, шлакоблоков и ракушечника; фундаменты бутобетонные из искусственного бутового камня
V группа капитальности «Деревянные » Нормативная долговечность 50 лет
	К группе относятся не только рубленые, но и брусчатые, а так же смешанные (обложенные кирпичом) и сырцовые (обложенные глинобитными изделиями, не прошедшими термическую обработку). Основные типологические признаки: — фундаменты ленточные бутовые; — стены рубленые, брусчатые и смешанные, сырцовые; — перекрытия деревянные
VI группа капитальности «Каркасно-щитовые» Нормативная долговечность 30 лет
	К группе относятся сборно-щитовые, каркасные и фахверковые дома. Группа выделяется по узлу примыкания ригеля к ограждению, поэтому к ней относят и дома первых индустриальных серий с неполным каркасом. Основные типологические признаки: — фундаменты на деревянных стульях или бутовых столбах; — стены каркасные, глинобитные и др.; — перекрытия деревянные
VII группа капитальности «Саманно-камшитовые»» Нормативная долговечность 15 лет
	К группе относятся все жилые дома, ограждающие конструкции которых сложены любыми типами глинобитных изделий, не прошедшими полную термическую обработку. Наиболее распространенный тип подобных сооружений в России – так наз. «мазанка».

Кроме того, в общественных зданиях нормируется долговечность малых архитектурных форм (ларьков, остановочных комплексов и др. стационарных объектов) – 10 лет . Типологическим признаком являются несущие металлические конструкции, работающие на контакте знакопеременных температур.

Все конструкции, имеющие сезонное применение (летние палатки, павильоны, каркасы рождественских елей и т.п.) – имеют нормативную долговечность 5 лет и после пяти сезонов не должны использоваться.

«График жизни»

Рассмотрим жизненный цикл строительного сооружения с момента выбора его технической типологии и компоновки расчетной схемы. Все три критерия надежности сооружения (безотказность, долговечность, ремонтопригодность) органично взаимодействуют на графике жизни .

График «жизни» сооружений всех типов капитальности в пределах нормативного срока эксплуатации: граница периода интенсивного физического износа — нормативная долговечность сооружения

Рассмотрим представленный на рисунке усредненный «график жизни» сооружения, независимо от группы капитальности, к которой оно принадлежит. По оси ординат – откладывается вероятность отказа f (x) , то есть значения по оси ординат являются отражением критерия безотказности сооружения.

По оси абцисс графика жизни – откладывается время, поскольку надежность сооружения рассматривается во времени. Окончание III периода интенсивного физического износа в положительной части графика жизни – является нормативной долговечностью данного типа сооружения. Нормативная долговечность откладывается с начала координат, с момента ввода сооружения в эксплуатацию. Таким образом, ось абцисс, по сути, отражает критерий долговечности .

Одновременно график жизни является отражением критерия ремонтопригодности . С момента ввода в эксплуатацию начинается первый межремонтный срок, т.е. срок между капитальными ремонтами . Для всех групп капитальности этот срок принимается в 25 лет, различается лишь состав ремонтных работ для разных типов жилых зданий.

Однако система планово-восстановительных мероприятий сооружения не ограничивается одними капитальными ремонтами. В течение пяти лет протекает цикл текущих ремонтов , которые получили такое название, поскольку делаются не в строго установленный графиком ремонтов период, а протекают в течении пяти лет и могут выполняться по мере необходимости.

Отрицательные временной отрезок на графике жизни — период проектирования и строительства, когда вероятность отказов растет, несмотря на то, что сооружение еще не введено в эксплуатацию, то есть еще не начался процесс «наработки на отказ». В этот период происходит накопление случайных эксцентриситетов, которые в дальнейшем могут привести к отказам в сооружении.

Вина за аварии и обрушения в период строительства, как правило, лежит на авторах проекта, поскольку до приложения полезной нагрузки конструкции рушатся под собственным весом. Это означает, что в расчетах не был учтен должным образом вес самого сооружения, а его конструктивная схема не имела достаточной пространственной жесткости.

Первые 1,5-2 года после ввода сооружения в эксплуатацию длится период приработки сооружения под полезную нагрузку. Вероятность отказов в этот период резко возрастает. Поэтому различными инструкциями ограничивается приложение всей полезной нагрузки сразу. Жильцы заселяются постепенно, в разные подъезды, на разные этажи. Дом к снабжению ресурсами подключается также постепенно. Период заселения длится, как правило, не менее 3 месяцев. В этот период сказываются все ошибки в проектировании и несоблюдение технологии в построечный период, поэтому за отказы периода приработки несут проектировщики и строители.

После приработки под полезную нагрузку сооружение вступает в период нормальной эксплуатации. В этот период необходимо соблюдать все эксплуатационные требования по критерию ремонтопригодности, только в этом случае вероятность отказов будет стабильно ничтожная, что нашло отражение в графике жизни. Отказы периода нормальной эксплуатации происходят исключительно по вине эксплуатирующих организаций, не соблюдающих требования по технической эксплуатации зданий и сооружений.

Многочисленные данные длительных наблюдений позволили установить, что на процесс эксплуатации приходится 22% всех аварий и разрушений жилых зданий. В том числе до первого года эксплуатации, в период приработки — 9%, до 15 лет — 7%, свыше 15 лет — 6% ; на период после капитального ремонта — 3%.

Как было установлено, подавляющая часть аварий эксплуатационного периода, произошла по вине неквалифицированного персонала. Поэтому, наряду с климатическими факторами и факторами окружающей среды к группе причин внешнего характера наступления отказов было нормативно отнесено качество
эксплуатации , а так же воздействия, предусмотренные системой технического обслуживания и ремонта.

Заметим, что в деревянных сооружениях (IV группа капитальности, «Деревянные») период нормальной эксплуатации составляет 28 лет. Но если сооружение будет принято по каркасно-щитовому типу (V группа капитальности, «Каркасно-щитовые»), то, вне зависимости, из каких материалов будет приниматься сам щит ограждения и каркас сооружения, продолжительность периода нормальной эксплуатации составит лишь 8 лет.

Мазанка (VI группа капитальности, «Саманно-камшитовые»), потому и получила такое наименование, что период интенсивного физического износа у нее наступает сразу же после периода приработки. Для поддержания эксплуатационных качеств мазанки, ее все время подмазывают, мажут, замазывают.

За 15-20 лет до наступления предельного срока нормативной долговечности сооружение вступает в свой последний период жизни – период интенсивного физического износа. В силу большого физического износа конструкций вероятность отказов в этот период очень велика. Ремонтно-восстановительные мероприятия в период интенсивного физического износа, как правило, прекращаются, сооружение готовится к сносу и утилизации. Какие-либо реконструкционные мероприятия проводятся ближе к середине периода нормальной эксплуатации.

В период интенсивного физического износа возможна лишь реставрация памятников архитектуры и зодчества.

По приведенному графику жизни можно судить, насколько важным элементом эксплуатации сооружений является система обязательных технических обследований жилых зданий и сооружений, нормативно обоснованная в гл. 3 ВСН 57-88(р) «Положение по техническому обследованию жилых зданий».

Наибольшее значение
в этой системе имеют общие осмотры сооружения, не только позволяющие судить о его состоянии и физическом износе, но и являющиеся основным обоснованием всех ремонтно-восстановительных мероприятий. Особое внимание традиционно уделяется проверке состояния фасадов зданий и их выступающих и архитектурных деталей (карнизов, козырьков, балконов и др.), т.е. тех элементов сооружений, любые отказы которых представляют наибольшую угрозу жизни людей. По выявленным недостаткам должны быть приняты оперативные меры.

По данным общего весеннего осмотра и недостаткам здания, выявленным ранее в прошедший зимний период, составлялся перечень мероприятий, необходимых для подготовки здания и его оборудования к эксплуатации в следующую зиму, о чем составляется акт в двух экземплярах, один из которых должен хранится в жилищно-эксплуатационной организации, а
второй передается балансодержателю (владельцу) сооружения.

Кроме того, весенними общими осмотрами уточнялись:

объемы работ по текущему ремонту (неотложному и профилактическому);

перечень неисправностей и повреждений для планируемых мероприятий капитального ремонта.

Общий осенний осмотр жилых зданий производится до начала отопительного сезона для проверки готовности здания к зиме. К этому времени должны были быть закончены все работы по подготовке жилого дома к эксплуатации в зимних условиях. В процессе проведения осеннего осмотра уточняются объемы работ текущего ремонта на планируемый год.

Предельный срок службы зданий и сооружений, в течение которого они не утрачивают необходимых эксплуатационных качеств. Долговечность здания и сооружения определяется сроком службы его основных конструкций (напр., фундаментов, несущих стен или каркаса). Др. конструктивные элементы (заполнение стен, перекрытий, кровля, полы, оконные переплеты, двери и пр.) обычно обладают меньшей долговечностью, изнашиваются быстрее и заменяются

при капитальных ремонтах здания, что может происходить неск. раз в течение общего срока его службы. У наружных частей здания наиболее короткие сроки службы характерны для кровель, изоляционных и защитно-отделочных слоев и др. элементов, подверженных интенсивному разрушающему влиянию.

Постепенный износ конструкции происходит неравномерно в течение общего срока службы здания; в первый период после постройки - быстрее (что связано с усушкой материалов, деформациями конструкций, неравномерными осадками грунта), а в последующий, преобладающий по длительности,- медленнее (нормальный износ). По окончании первого периода эксплуатации здания, характеризующегося относительно быстрым износом, отд. конструкции могут нуждаться в спец. послеосадоч- ном ремонте.

В последний период эксплуатации здания, прослужившего много лет, т. е. когда его конструкции существенно износились и материалы, входящие в их состав, частично разрушились, быстрота износа конструкций вповь возрастает, что может приводить к авариям, если здания находятся без постоянного технич. надзора.

Д. сокращается при неправильной эксплуатации зданий и сооружений, перегрузках конструкций, а также при резко выраженных разрушающих влияниях окружающей среды (действии влаги, ветра, мороза и т. п.). Сокращение долговечности выражается постепенной потерей прочности, а для нек-рых конструкций (напр., кровель) более быстро наступающей утратой непроницаемости. Большое значение для обеспечения Д. имеет правильный выбор конструктивных решений с учетом особенностей климата и условий эксплуатации. При игнорировании этого разрушение конструкций может произойти очень быстро. Так, долговечность каменных (кирпичных и др.) стен жилых домов составляет сотни лет, а такие же (не защищенные дополнительно от действия влаги) стены бань и т. п. зданий с высокой влажностью разрушаются в течение нескольких десятков лет и даже быстрее. Влияние внешних климатических условий на сокращение Д. наружной части строительных конструкций наиболее заметно на территориях с влажным климатом (см. Климатология строительная, Климатическое районирование); исключение составляют конструкции, выполненные из нек-рых материалов на основе высокомолекулярных соединений (напр., рулонные материалы, пластмассы и т. п.), к-рые быстрее разрушаются под действием солнечных лучей и резких колебаний темп-ры.

Повышение долговечности конструкций достигается применением строит, и изоляционных материалов с высокой стойкостью (см. Стойкость строительных материалов, Морозостойкость, Влагостойкость, Биостойкость) и защитой конструкции от проникновения внутрь ее разрушающих агентов и прежде всего жидкой влаги (см. Влагоизоляция).

Практических инженерных расчетов долговечности пока еще не существует; в связи с этим степени долговечности конструкций, указываемые в строит. нормах и правилах, условны и используются гл. обр. для экономич. предположений (1-я степень - срок службы более 100 лет; 2-я - более 50 лет; 3-я - более 20 лет).

Лит.: Ильинский В. М., Проектирование ограждающих конструкций зданий с учетом физико-климатических воздействий, М., 1955; Pебиндер П. А., Физико-химические исследования процессов деформации твердых тел, в кн.: Юбилейный сборник, посвященный тридцатилетию Великой Окт. социалистич. революции