В основе технического обслуживания и текущего ремонта кровель, как и других частей зданий, всегда была система технических осмотров крыши. Целью осмотра является установление возможных причин возникновения дефектов и выработка мер по их устранению. Осмотры проводятся весной, летом, осенью и зимой.
Однако кровле необходимы и оперативные внеочередные осмотры - сразу же после ливней, сильных ветров, больших снегопадов. По результатам каждого осмотра все данные о выявленных дефектах кровли фиксируются. Кровля представляет собой сумму элементов различной надежности. Задачи выбора и оптимизации системы технической эксплуатации зданий уже ставили перед исследователями вопросы по интерпретации крыши в виде некоторой модели.
Крыша состоит из отдельных элементов как малонадежных: воронок, ендов, примыканий к трубам и вертикальным поверхностям, так и более надежных: участков рядового покрытия между ними, площади которых не равны друг другу, находятся в неодинаковых условиях и отказывают в различное время. Каждый элемент граничит с соседними, что предполагает в дальнейшем возможность учета их взаимодействия. Условность границ, тем не менее, создает сетку с неравномерными ячейками, каждую из которых можно идентифицировать с конкретным элементом: элементом рядового покрытия, воронкой, световым фонарем, ендовой, деформационным швом или его частью и т.д. Отдельная ячейка - самостоятельный расчетный элемент со своими эксплуатационными возможностями; все такие участки находятся в разных эксплуатационных условиях и, естественно, что дефект каждого участка ведет к различным последствиям.
Разновременность выхода из строя отдельных элементов создает определенную сложность всем ремонтным процессам.
Разрушение кровельного ковра связано, с одной стороны, с деформациями основания от температурных перепадов, с другой - со старением покровного слоя материала. Другое явление - это термонапряженное состояние ковра и его растрескивание под влиянием усилий, возникающих в кровле из рулонных материалов за счет разности коэффициентов линейного расширения битума и бетона основания. Условие монолитности кровли состоит в том, чтобы температурные напряжения не превосходили предел длительной прочности материала при расчетной температуре. Повышение трещино-стойкости можно достигнуть армированием или пластификацией материала, что позволит уменьшить величину температурных напряжений за счет снижения модулей упругости и времени релаксации.
Состояние кровельных слоев оценивается по результатам их визуального осмотра и инструментального обследования, иными словами, по результатам физико-механических испытаний с применением специальных приборов и инструментов.
Инструментальное обследование выполняют после визуального осмотра в целях определения невидимых дефектов крыш, установления или уточнения причин их появления. Методика инструментального обследования покрытий, составляемая в МГСУ, приводится в зависимости от различных конструкций - как чердачных (с теплым и холодным чердаками), так и бесчердачных (совмещенных вентилируемых и невентилируемых типов). Для холодных чердачных крыш должны определяться тепловлажностный режим чердачного помещения (толщина, температура и влажность теплоизоляции, температура и толщина изоляции инженерного оборудования. вентиляция чердака).
Для теплых чердачных крыш определяют теплвлажностный режим чердачного помещения (температуру и влажность воздуха), герметичность чердака, чистоту вентиляционных каналов, состояние теплоизоляции, гидроизоляционный ковер (адгезию мастик, сцепление с бетонным основанием), состояние несущих конструкций (их деформацию - прогиб, перемещение, прочность, глубину и ширину раскрытия трещин, уклон основания кровли, состояние стыков сборных плит). Для каждого из наблюдаемых параметров устанавливают допустимые и нормативные значения, выход за которые соответствует отказу или предельному состоянию.
В МГСУ на кафедре технической эксплуатации зданий составлена типологическая классификация дефектов - атлас повреждений конструктивных элементов, где приведены все возможные внешние признаки проявления дефектов, их технологический вид, причины развития в зависимости от конструктивных особенностей покрытия (чердачные, бес чердачные), характерная картина внешнего проявления повреждений конструкции в элементах ее структуры, способы обследования дефектов, контрольно-измерительные приборы, применяемые при обследовании повреждений. Там же указаны допуски, разрешенные СНиП на тот или иной вид замеряемой величины, мероприятия по устранению дефектов в процессе текущего или капитального ремонтов и соответствующие машины, механизмы, трудозатраты.
Разработаны специальные формы, которые заполняются при обследовании кровель зданий и выявлении дефектов. Информация, полученная при обследовании кровель и сборе статистических данных о количестве повреждений, заложена в классификацию дефектов и закодирована. Дефект каждого конструктивного элемента получил соответствующий классификационный номер, являющийся его кодом. В целях сокращения времени нахождения дефектов и непроизводительных затрат, связанных с их поиском, разработана универсальная программа для малых и микро-ЭВМ на внутреннем языке СУБД ДВАЗЕ-111. В эту программу заложены данные атласа повреждений, а также данные о затратах на проведение той или иной операции освидетельствования и информация о вероятности возникновения каждого вида неисправностей. Программа позволяет в пределах одного проявления дефекта и косвенных данных о нем обеспечить оптимальную процедуру поиска возможных неисправностей, вызвавших то или иное повреждение.
Исследование дефектов охватывает всю конструкцию покрытия, включая парапеты, сопряжения с выступающими частями, ендовы, места примыканий к вертикальным поверхностям, водосточным воронкам и т.д. Фиксируются также распространение дефекта во внутреннее пространство подкровельной конструкции и его глубина. В конструктивной части элементов покрытия выделяются главные функциональные элементы, например, в конструкции, связанной с гидроизоляцией, - водоизоляционный ковер и дополнительный слой - основание под кровлю, защитные слои, без которых главный элемент функционировать не может. В конструкции крыши выделяются следующие части: несущее основание, тепло- и пароизоляция, кровля. Такое деление соответствует назначению частей и их роли в структуре конструкции. В отдельные части условно выделяются устройство инженерно-технического оснащения здания, поддержание нормального тепловлажностного режима крыши, узлы сопряжения различных элементов конструкции и детали здания, не относящиеся к крыше, но имеющие с ней связь (смежные элементы - лестницы, стены смежных помещений, выходы на крышу, ограждающие парапеты и т.д.).
В период эксплуатации могут возникать различные природно-климатические ситуации, не характерные для данного района, и непредвиденные воздействия (например, случайный выброс в атмосферу различных реагентов заводов и лабораторий). Поскольку они в значительной степени могут изменить картину естественного процесса формирования дефектов в конструкции крыши, важно иметь сведения об их характере и степени разрушающих воздействий. Данные об экстремальных ситуациях следует оформлять в виде паспорта с указанием времени действия, места локализации дефекта, его вида и способа восстановительного ремонта. По мере накопления сведений о таких дефектах в программу вводятся дополнительные сведения и по ранее приведенной форме кодируются вновь зарегистрированные дефекты.
Процедура оценки (порядок использования системы) заключается в следующем:
в процессе визуального обследования состояния крыши на каждое здание составляется специальная карта с указанием признаков дефектов по каждому виду крыши (чердачная, совмещенная) и типу кровли (рулонная, мастичная, металлическая);
при обнаружении дефектов лицо, обследующее техническое состояние покрытия, делает соответствующую отметку ("да", "нет" или "плюс", "минус");
одновременно с отметкой о наличии дефекта в карту обследования вносится дополнительная информация, связанная с указанным повреждением (геометрические размеры, теплофизические параметры и т.п.).
По окончании обследования полученная информация вводится в вычислительную машину, в которую уже заложена разработанная программа для всех имеющихся на сегодняшний день конструкций крыш со всеми возможными в зависимости от их конструктивных особенностей дефектами.
Дополнительные сведения о характере дефекта вводятся либо из карты результатов оценки технического обследования, либо после проведения дополнительного инструментального обследования, предложенного вычислительной машиной. Причем программа инструментального обследования такова, что идентификация дефекта проводится по оптимальной схеме. Проверка состояния каждого элемента может быть осуществлена (непосредственно или опосредовано) рядом испытаний.
Условная вероятность неисправности i-го элемента представляет собой сумму условных относительных вероятностей существования неисправности в каждом из элементов, которая, в свою очередь, определяется как отношение вероятности неисправного состояния элемента к вероятности его исправного состояния.
Для каждого испытания определяется вероятность того, что в результате проведения испытания будет обнаружен неисправный элемент для первой серии испытаний. Каждой системе испытаний присуща своя степень "сложности" получения результатов. Оценка сложности ведется экспертным путем в диапазоне от 0 до 1 с шагом 0,1. Затем определяется величина условной оценки успешного испытания ("Жилищное строительство", 1989, N 2 и 1991, N 2).
Если в результате k-го испытания обнаруживается единственный неисправный элемент, то процедура заканчивается. При неисправности нескольких элементов задается новая последовательность проведения испытаний, включающая в себя и те, которые уже были проведены. Если неисправность не была обнаружена, то из испытания исключаются элементы, на которые получены отрицательные результаты, и процедура повторяется. В результате обработки данных проведенных процедур автоматически составляется инструкция проведения испытания в зависимости от предыдущих результатов. Для оценки технического состояния элементов крыш с использованием вычислительных машин приводится алгоритм процедуры поиска неисправностей элементов. Использование вычислительных машин при процедуре поиска дефектов и неисправных элементов покрытий позволяет значительно улучшить качество и сократить непроизводительные затраты при эксплуатации крыш, а также найти технически обоснованные способ ремонта неисправных элементов покрытия.
Для аналитического прогнозирования долговечности мягких кровель в МГСУ разработана методика оценки технического состояния кровельного ковра, которая позволяет рассчитать остаточный срок его службы. Долговечность, или остаточный срок службы кровельного ковра, следует определять в том случае, когда показатель его состояния превышает 80%. Под прогнозированием долговечности понимается способность ее заданное время выполнять свои функции при достаточной прочности материала, исключающей опасные деформации кровельного ковра к концу расчетного срока эксплуатации. Прочность при разрыве принята в качестве главного эксплуатационного показателя для расчета прогнозируемой долговечности кровли. Характер снижения прочности при разрыве кровельных ковров в процессе эксплуатации описывается с помощью дифференциального уравнения.
Создание методики оценки состояния мягкой кровли даст возможность прогнозировать остаточный срок ее службы, что очень важно при проведении ремонтов, так как при этом исключаются непроизводительные затраты на ремонт отдельных мест кровли.
Правильное техническое содержание кровель, а также внедрение научных основ по обследованию и контролю состояния крыш, принятие обоснованных эксплуатационных решений - вот наиболее актуальные задачи, стоящие перед проектировщиками, исследователями и эксплуатационными службами.
Авторы: С.Д.СОКОВА, член-корреспондент ЖКА, кандидат технических наук,
В.Ю.ДОМОЖИЛОВ, аспирант (МГСУ)
Источник: "Жилищное строительство", N7/2001
