Техническая экспертиза жилых зданий, ее задачи и порядок проведения.

Тема 1. Основы обследования жилых зданий и сооружений.

Техническая экспертиза жилых зданий, ее задачи и порядок проведения.

В общем виде экспертиза — это решение вопросов, которые требуют специальных познаний в области науки, техники, архитектуры и т. д. Как правило, ее проводят архитектурные, технические, экологические, патентоведческие, планово-экономические, бухгалтерские, правовые и другие организации.

Результатом экспертизы является письменное заключение, которое квалифицированно оценивает причины, повлекшие несчастный случай, аварию строительных конструкций или сооружений. Она может быть сплошная (например, проектно-сметной документации), разовая, ведомственная, выборочная в порядке контроля вышестоящей организации и т. п.

Экспертная оценка является эффективным способом влияния на качество, и как направление научно-технической деятельности чрезвычайно сложна и многогранна.

Техническая экспертиза - это комплекс мероприятий, позволяющих дать общую объективную оценку технического состояния объекта недвижимости и сопутствующей строительной инфраструктуры (дороги, благоустройство, коммуникации). Она включает в себя работы по сбору, обработке, расчетам и анализу данных о текущем состоянии конструкций, зданий, сооружений или их частей. В результате проведения технической экспертизы появляется возможность определить действительное техническое состояние объекта, его пригодность к нормальной эксплуатации или необходимость ремонта, восстановления, усиления, ограничений в эксплуатации или даже его сноса.

Необходимость проведения технической экспертизы объектов недвижимости обусловлена многочисленными факторами, среди которых можно выделить:

· влияние природной среды, вызывающей физический износ объектов, появление дефектов и повреждений, снижение надежности конструкций;

· проявление техногенных факторов (аварии, катастрофы, пожары и др.);

· изменение функционального назначения объекта, его моральный износ, увеличение нагрузок (реконструкция, капитальный ремонт, модернизация);

· мониторинг технического состояния объектов (плановые и внеочередные осмотры);

· возобновление строительства после длительного перерыва (объекты незавершенного строительства);

· определение рыночной стоимости объекта недвижимости (сделки купли-продажи, залог и пр.);

· установление режима наилучшего и наиболее эффективного использования объекта недвижимости и др.

При экспертизе жилых зданий и сооружений выполняется оценка технического состояния конструкций, узлов и совокупности здания в целом на конкретный период времени. При этом главным является выявление дефектов, повреждений, оценка причин появления, степени опасности и прогноза остаточного ресурса прочности и деформативности.

В практике обследования и экспертизы жилых зданий используются следующие основные понятия и термины: авария; ветхость; дефект; деформация; неисправность; повреждение; техническое состояние; диагностика конструкций; техническое обследование.

Авария — обрушение, повреждение здания, сооружения в целом, его части или отдельного конструктивного элемента, а также превышение ими предельно допустимых деформаций, угрожающих безопасному ведению работ и повлекших приостановку строительства (эксплуатации) объекта или его части.

В понятие аварии входят также обрушения и повреждения зданий и сооружений, произошедшие в результате природно-климатических воздействий (землетрясения, ветрового напора, снеговой нагрузки и т. д.), интенсивность которых не превышала расчетные значения.

Ветхость — установленная оценка технического состояния здания (элемента), соответствующая его физическому износу 60 - 80% (рис. 1). Общие признаки ветхости определяются как возможность ограниченного выполнения элементами и системами своих функций лишь при проведении охранных мероприятий или после полной замены элементов и систем.

Рис. 1. Оценка технического состояния здания по физическому износу

Дефект — любое отклонение от проекта или стандарта, превышающее нормированное или допускаемое значение (каждое отдельное несоответствие строительной конструкции, инженерного оборудования или их элементов и деталей требованиям, установленным нормативно-технической документацией).

Таким образом, дефектами являются отклонения: качественных показателей и свойств бетона, толщины защитного слоя, геометрических размеров конструкций и узлов их сопряжений и т.д., которые возникают при изготовлении и монтаже конструкций.

Термин «дефект» применяется при контроле качества строительной продукции на стадии ее изготовления, монтажа, а также при ремонте строительных конструкций и систем инженерного оборудования (например, при составлении ведомостей дефектов и при контроле качества отремонтированных зданий).

Если рассматриваемая единица строительной продукции имеет дефект, то это означает, что, по меньшей мере, один из показателей ее качества или параметров вышел за пределы допускаемых нормативно-технической документацией отклонений или не выполняется одно из требований этой документации.

Повреждение — состояние, заключающееся в нарушении исправности строительной конструкции или ее части вследствие влияния внешних воздействий, превышающих уровни, установленные в нормативно-технической документации на конструкцию. Повреждения формируются в процессе эксплуатации конструкций - отклонения от исходного состояния, превышающие установленные допускаемые величины: появление трещин там, где они недопустимы, чрезмерное их раскрытие или чрезмерные прогибы; уменьшение прочности бетона или размеров поперечных сечений и т.д. В зданиях не должно быть дефектных конструкций и при обследовании теоретически должны выявляться только их повреждения, однако зачастую в процессе эксплуатации зданий и сооружений в их конструкциях возникают и дефекты, и повреждения (поэтому при дальнейшем изложении материала не выдержана терминологическая строгость - и дефекты и повреждения называются дефектами). В научной, технической, справочной и нормативной литературе существуют различные подходы к классификации дефектов и повреждений зданий, сооружений и их конструкций.

Деформация — изменения формы и размеров конструкции, изменение устойчивости (осадка, сдвиг, крен и др.); трещины; деструкция материала конструкции (гниль, коррозия); повышенная проницаемость среды (жидкостей и газов).

Неисправность — состояние строительной конструкции, инженерного оборудования или их элементов, при котором они не соответствуют хотя бы одному из требований, установленных нормами. Находясь в неисправном состоянии, строительные конструкции могут иметь один или несколько дефектов.

Техническое состояние — совокупность свойств здания или его элемента, подверженная изменению в процессе строительства, ремонта или эксплуатации, характеризуемая в определенный момент времени признаками, установленными технической документацией на это здание или его элемент. Признаками технического состояния могут быть качественные и (или) количественные характеристики его свойств: значения показателя надежности или диагностического параметра. Основными параметрами для контроля технического состояния здания являются: общая и местная прочность конструкций; пространственная жесткость здания, общая и местные деформации; влагонасыщение элементов конструкций; теплотехнические характеристики ограждающих конструкций; тепловой режим; коррозия металлических конструкций; воздухо - и влагопроницаемость строительных конструкций и сопряжений; режимы работы санитарно-технических, электротехнических и других систем инженерного оборудования; загазованность и освещенность помещений и др. Фактические значения качественных и количественных характеристик определяют техническое состояние здания.

В отличие от простых систем, где имеются только два возможных состояния — нормальное эксплуатационное и отказ, в зданиях большая часть конструкций и элементов может иметь несколько состояний, соответствующих частичным отказам и неисправностям. В связи с этим иногда отказы классифицируют: частичный отказ узла или элемента, восстановление или усиление которого приводит к полному восстановлению надежности сооружений; отказы наиболее ответственных элементов сооружении (оснований, фундаментов, колонн, ригелей и т. п.), приводящие к полному отказу всего сооружения. Отказы второй группы могут быть внезапными. Усиление этих элементов нередко связано с большими объемами выполняемых работ.

Таким образом, характеристики отказов должны отражать различные формы (категории) несущей способности здания или его частей. Допустимую вероятность отказа следует определять в зависимости от тяжести последствий. Обычно легче сконструировать изделие для мягких (благополучных) условий работы, чем для жестких (предельных).

Специфика зданий как изделия состоит в невозможности создания облегченных условий для работы дома в целом, хотя для отдельных узлов и элементов такая возможность имеется; в трудности (или невозможности для некоторых элементов) использования резервирования. В составных конструкциях отказ отдельного элемента может привести к отказу всей конструкции, хотя остальные элементы продолжают нормально функционировать. Например, увлажнение утеплителя трехслойных стеновых панелей приводит к отсыреванию стен, нарушению температурного режима помещения, тогда как железобетонные элементы продолжают выполнять функции несущей части конструкции.

Диагностика конструкций — отрасль знаний, устанавливающая и изучающая признаки, которые свидетельствуют о наличии дефектов в конструкциях; определяющая техническое состояние конструкций; выявляющая места неисправности или отказа; прогнозирующая техническое состояние конструкций, а также разрабатывающая методы и средства их определения, принципы построения и организации использования систем диагностирования.

Техническая диагностика конструкций и узлов проводится в процессе производства (при необходимости), эксплуатации и ремонта. Ее цель — поддержание установленного уровня надежности конструкций, обеспечение требуемой безопасности и эффективности эксплуатации зданий.

Диагностирование (испытания) при исследовании процессов старения, износа и усталости материалов, выбор параметров конструкций, позволяющих определить их техническое состояние, оценку фактических значений диагностических параметров, достигнутых при изготовлении, проводят в основном в лабораторных условиях на относительно ограниченном числе образцов. При испытаниях используют тестовые воздействия на конструкции, т. е. воздействуют на объект только для целей диагностики.

Диагностирование в процессе эксплуатации осуществляется при рабочих воздействиях внешним осмотром конструкций, либо при помощи диагностической аппаратуры, дающей возможность измерять или контролировать нужный параметр с заданной точностью.

Средства технического диагностирования обеспечивают разрушающий или неразрушающий контроль конструкции, когда определение характеристик и качества материалов выполняют без разрушения конструкции, либо путем отбора образца на основе зависимости некоторых физических величин от определенных свойств материалов.

Для перехода от измерения физических величин к искомым параметрам, характеризующим искомые свойства материалов конструкции, используют тарировочные зависимости, т. е. производят настройку диагностических средств на образцах с известными и по возможности близкими к контролируемому объекту свойствами.

Неразрушающий контроль при эксплуатации зданий в зависимости от физических явлений, положенных в его основу, подразделяется на следующие основные виды:

· механический — определение прочности бетона строительных конструкций методом упругого отскока;

· магнитный — определение толщины диэлектрических, лакокрасочных покрытий на металлических конструкциях методом магнитной проницаемости;

· электрический — определение сплошности лакокрасочных покрытий на металлических конструкциях электроискровым методом;

· вихретоковый — определение толщины защитных металлических покрытий на металлических конструкциях методом прошедшего излучения;

· радиоволновый — определение влажности каменных стен СВЧ-влагомерами;

· тепловой — определение температуры поверхности ограждающих конструкций пирометрическим методом;

· оптический — определение напряжений в конструкциях с помощью поляризационных датчиков;

· радиационный — контроль качества сварки выпусков арматуры в узлах конструкций радиографическим методом;

· акустический — контроль повреждений конструкций акустико-эмиссионным методом;

· проникающими веществами — контроль повреждения деревянных конструкций люминесцентным методом.

Развитие неразрушающих методов контроля связано с достижениями в области прикладной физики, развитием фундаментальных исследований в области электроники, физики твердого тела, физики элементарных частиц и др.

Применение методов неразрушающего контроля при диагностике конструкций и элементов дает большие преимущества по сравнению с традиционными визуальными и лабораторными методами испытания проб: во многих случаях позволяет получить более достоверную информацию о техническом состоянии и в то же время многократно повторять измерения любого параметра, производить измерения в массе материала контролируемого объекта, повысить оперативность получения информации о техническом состоянии контролируемой конструкции, снизить трудоемкость проведения измерений, получать информацию в виде, пригодном для непосредственного ввода в ЭВМ.

Дальнейшее развитие диагностики связано с разработкой диагностической модели здания в целом, а также алгоритма непрерывного диагностирования эксплуатируемых конструкций с соответствующим программным и материальным обеспечением обработки диагностической информации и принятия решения, направленного на повышение надежности конструкций.

Основы таких диагностических систем заложены в диспетчерских службах жилищного хозяйства, осуществляющих непрерывный контроль функционирования ряда элементов инженерного оборудования и исправности конструкций и элементов зданий и сооружений. Контролируемыми параметрами являются: перемещения несущих конструкций зданий, эксплуатируемых на территориях; повреждения строительных конструкций огнем; уровень воды в технических подпольях зданий; концентрация газов в помещениях и т. п.

Техническое обследование (ТО) — процесс определения (контроль) технического состояния эксплуатируемого здания или сооружения или их элементов. Различают следующие виды ТО: инструментальный приемочный контроль законченного строительством или капитально отремонтированного, а так же реконструированного здания или сооружения; инструментальный контроль технического состояния строительных конструкций и инженерного оборудования перед текущим ремонтом здания или сооружения; ТО жилых зданий для постановки на плановый капитальный ремонт, модернизацию или реконструкцию; ТО жилых зданий и сооружений при повреждениях конструкций и авариях в процессе эксплуатации.

В состав работ по техническому обследованию зданий входят: определение цели; получение исходных данных от заказчика; общее ТО; детальное ТО; составление технического заключения. Поскольку для контроля исправности, работоспособности или нормального функционирования здания инженерного сооружения или его элементов необходимо знание его фактического технического состояния, оно всегда содержит диагностику конструкций.

Надежность — свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Надежность в зависимости от значения изделия и условий его эксплуатации включает безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность изделия в целом и его составных частей. Надежность обеспечивает техническую возможность использования изделия по назначению в нужное время и с требуемой эффективностью.

Применительно к ограждающим и несущим конструкциям зданий надежность — это свойство, обеспечивающее нормативный температурно-влажностный и комфортный режим помещений, сохраняющее при этом эксплуатационные показатели (тепло-, влаго-, воздухо-, звукозащиту) в заданных нормативных пределах, а для архитектурно-конструктивного элемента здания еще и прочность, и декоративные функции в течение заданного срока эксплуатации. При этом предполагается обеспечение для здания в целом (точнее, для всех его помещений) безотказности и долговечности.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение определенного времени. К этому показателю относят вероятность безотказной работы, среднюю наработку до первого отказа, наработку на отказ, интенсивность отказов, параметр потока отказов, гарантийную наработку.

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов, т.е. с возможными перерывами в работе. Показателями долговечности являются средний срок службы, срок службы до первого капитального ремонта, межремонтный срок службы.

Таким образом, безотказность и долговечность — это свойства объекта сохранять работоспособность, при этом безотказность предусматривает непрерывную работоспособность в течение определенного времени, а долговечность — с возможными перерывами на ремонт.

Применительно к высотным и большепролетным зданиям и сооружениям сохраняемость рассматривается:

а) сохраняемость изделий (конструкций) как свойство непрерывно сохранять исправное работоспособное состояние в течение (и после) хранения и транспортировки, способность изделий противостоять отрицательному влиянию неудовлетворительного хранения и транспортировки, старению материалов изделий до их монтажа;

б) сохраняемость объектов в целом до ввода в эксплуатацию и во время ремонтов (консервации).

Надежность высотного и большепролетного здания и сооружения, его работоспособность обеспечиваются своевременным ремонтом. Свойство объекта, заключающееся в доступности и удобстве в проведении мероприятий по предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, а также устранению их путем ремонта и обслуживания, называется ремонтопригодностью. К показателям ремонтопригодности относятся: вероятность восстановления в заданное время, среднее время восстановления, удельная трудоемкость обслуживания и ремонтов, средняя и относительная стоимость ремонтов.

Экспертные системы — автоматизированные системы, ориентированные на решение задач, трудно поддающихся однозначному и формализованному описанию и обычно решаемых на основе опыта и неформальной логики (эвристических методов), как правило, с привлечением высококвалифицированных экспертов. Начало их разработок относится к середине 60-х гг. прошлого века, но широкое развитие они получили в 70-е — 80-е гг. Каждая из разрабатываемых экспертных систем предназначена для использования в какой-либо определенной предметной области с целью замены эксперта-человека, причем качество решений, принимаемых с ее помощью, должно превосходить качество решений квалифицированного специалиста. Они базируются на сосредоточении максимально возможного количества форм и эвристических знаний от наиболее квалифицированных специалистов в конкретной области применения с последующим использованием этих знаний при решении тех же проблем, с которыми обычно сталкиваются в данной области специалисты. Существенным отличием развитых экспертных систем от обычных компьютерных, используемых для поддержки принимаемых решений, является такой элемент искусственного интеллекта, как способность к самообучению.

Использование совокупности формальных и эвристических знаний и отказ от формальных алгоритмов, весьма условно отражающих многообразие путей решения конкретных проблем, повышают адекватность действий рассматриваемых систем реальным условиям по сравнению с обычными. Одновременно появляется возможность оперативной переработки большого объема информации, которая затруднительна (иногда невозможна) для эксперта-человека. Практическое использование таких систем выглядит в виде активного человеко-машинного диалога (интерактивный режим), в процессе которого не только человек задает вопросы машине, но и наоборот. Кроме того, пользователь при желании может выяснить причину принятия того или иного решения, т. е., не вникая в суть программного обеспечения, получить объяснение действий машины при обосновании результата решения. Некоторые из разработок сами распознают, когда пользователю требуется помощь. На практике используется корректирующая процедура для определения степени достоверности каждого потенциального решения с тем, чтобы отсекать неправильные решения и оставлять допустимые.

Основой функционирования этих систем является база знаний. В отличие от баз данных, являющихся информационным обеспечением традиционных систем, она содержит две группы знаний: декларативную (факты о конкретной прикладной области) и процедурную (эвристические методы или правила для решения задач, в т. ч. выработки гипотез, обработки информации и логики получения вывода). Кроме базы знаний в нее вводят: языковый процессор для общения пользователя на понятном для него языке; промежуточный буфер для хранения предварительных гипотез и результатов, к которым система приходит во время решения задачи; блок управления правилами, предназначенный для выбора правила выполнения того или иного действия; интерпретатор правил, ориентированный на применение соответствующего правила к конкретным данным; аппарат согласования, выполняющий корректировочную процедуру оценки достоверности потенциального решения; блок обоснования, объясняющий действия пользователю.

Специфика и сложность этого привели к необходимости создания специального направления по разработке экспертных систем — knowledge engineering (технология знаний). Главными проблемами этого направления являются ввод знаний экспертов в систему на основе знания языка ЭВМ и создание сложного и специфического программного обеспечения. Появилась новая специальность «технология знаний», т. е. инженер-интерпретатор, знающий структуру и программное обеспечение рассматриваемых систем и одновременно знакомый с предметным содержанием задач, что позволяет осуществлять его совместную работу с экспертом.

Область применения экспертных систем разнообразна: экономическое планирование, оперативное управление вероятностными технологическими процессами (например, производство строительных конструкций и материалов и т. д.), оперативное управление предприятием, техническое диагностирование, геологоразведка; различные виды проектирования, отладка вновь созданных объектов, обучение студентов и пр.