Губайдуллин Р.Р., Зиганшин М.Д., Шевченко И.С. “Жизненный цикл и экспертиза промышленных зданий и сооружений используемых в сфере теплоэнергетики”

Губайдуллин Р.Р., Зиганшин М.Д., Шевченко И.С. “Жизненный цикл и экспертиза промышленных зданий и сооружений используемых в сфере теплоэнергетики”

Губайдуллин Радиф Радикович, ведущий инженер проектного института «Союзхимпроект» ФГБОУ ВПО КНИТУ

Зиганшин Марат Дамилевич, главный специалист проектного института «Союзхимпроект» ФГБОУ ВПО КНИТУ

Шевченко Илья Сергеевич, старший инженер проектного института «Союзхимпроект» ФГБОУ ВПО КНИТУ

Жизненный цикл и экспертиза промышленных зданий и сооружений используемых в сфере теплоэнергетики

В работе дается определение понятию жизненный цикл, рассматривается вопрос экспертизы зданий и сооружений, используемых в сфере теплоэнергетики, даются расчетные формулы по износу конструкций.

Объекты теплоэнергетикиотносятся к объектам повышенной опасности. Правила безопасности, используемые во время эксплуатации, реставрации, перевооружения, четко прописаны в ФЗ 116. В вопросе обеспечения должного уровня промышленной безопасности стоит опираться на два закона:

  • ФЗ 184 «О техническом регулировании».
  • ФЗ 116 «О промышленной безопасности».

К любому промышленному зданию предъявляют строгие требования, все потому что обрушение связано с производственными рисками и травматизацией сотрудников.

Большинство промышленных строений, используемых сегодня, давно изжили свой нормативный срок, а некоторые из них представляют прямую угрозу человеку, однако используются вопреки решениям комиссии по надзору и результатам промышленной экспертизы.

Необходимый уровень безопасности этих объектов достигается не только применением норм и требований федеральных законов, но и проведением следующих мероприятий:

  • Ремонтные работы.
  • Проведение испытаний и экспертизы зданий.
  • Анализ возникших аварий.

Уровень безопасности на объекте будет напрямую зависеть от ответственности руководителя, сотрудников, а также полного обеспечения мер безопасности.

Ремонтные работы ведутся по строго установленному на начало года плану и могут включать непредусмотренные вмешательства в работу зданий и сооружений, если возникает ситуация, когда эксплуатацияпомещения становится небезопасной для персонала. На первых позициях указаны объекты, требующие немедленного технического перевооружения, нормативный срок работы которых закончился. Далее по списку указываются здания в порядке степени их износа.

Экспертиза зданий проводится следующихслучаях:

  • При выработке сроков службы.
  • После внешних воздействий на сооружение.
  • Периодически в процессе использования здания.
  • По требованию органов государственного надзора.
  • При видимом физическом износе здания.
  • При возникновении деформации конструкции.
  • После пожара или аварии.
  • После расконсервирования.
  • После изменения функционального назначения строения.
  • При отсутствии проектно-технической документации.

В экспертизу зданий и сооружений входит:

  • Проверка соответствия строительных конструкций нормативным документам, проектному решению.
  • Выявление дефектов, повреждений с последующим составлением соответствующих ведомостей.
  • Уточнение фактической нагрузки.
  • Определение свойств используемых материалов.
  • Расчеты конструкций с учетом выявленных отклонений, свойств материалов, предполагаемых нагрузок.

Рассмотрению обязательно подлежит следующая документация:

  • Акт приемки здания и иная проектная документация.
  • Акты по расследованию аварий, нарушений технологического процесса, которые могут повлиять на условия использования здания.
  • Установленные по нормативам сроки эксплуатации здания.
  • Документы, в которых указана периодичность проведения экспертизы.
  • Документация по капитальным и текущим ремонтам, проводимым реконструкциям.

Решение о расширении помещения, в котором находится котел, принимается только после получения положительного заключения промышленной экспертизы. Никаких отклонений от утвержденного проекта и быть не может, только после проведения дополнительной экспертизы.

Вводятся в эксплуатацию такие объекты только в порядке, установленном российским законодательством, обязательно проверяется готовность к локализации и ликвидации возможных аварий.

После строительства, в первые несколько лет, происходит сжимание грунта. Это основная причина, по которой любое здание дает осадку. Опасность возникает в тех случаях, когда осадка происходит неравномерно. Несущая способность здания определяется в зависимости от величины нагрузки, как постоянной, так и переменной.

Чтобы добиться необходимого уровня безопасности при эксплуатации зданий важно определять характеристику основания, рассчитывать предполагаемую просадку грунта, для этого перед строительством выполняют инженерно-геологические изыскания.

После проведенных вычислений расчетное сопротивление разных грунтов было занесено и в следующую таблицу:[3]

Если фундамент возводится на насыпном грунте, важно принимать во внимание предельную нагрузку, которая может ложиться на основание. Нормативная нагрузка определяется в зависимости от плотности, которой обладает грунт.

Допустимое давление на основание для насыпного грунта указано в следующей таблице: [4]

Для обеспечения необходимого уровня безопасности при эксплуатации зданий промышленного назначения важно принимать во внимание такое понятие как «жизненный цикл». Под жизненным циклом понимают время от момента начала эксплуатации здания до наступления такого момента, когда дальнейшая эксплуатация становится экономически нецелесообразной.

Инструментальное исследование и ранее выявление дефектов позволяет качественно оценить состояние здания, определить его уровень безопасности для находящихся внутри людей. Степень физического износа дает полную и исчерпывающую информацию относительно любого строения, кроме того по этому показателю можно определить целесообразность проведения восстановительных работ и их приблизительную стоимость. [5]

Как показал анализ статистических данных, физический износ любой конструкции увиличивается со временем. В некоторых случаях, ликвидация такого типа износа может обойтись дороже фактической суммы строения.

Критическая степень использования строения это 50-60% износа.

Математически можем представить износ в виде функции Y(t), которая будет зависеть от внутренних и внешних воздействий, переменной F(t), включающей в себя осадку здания, изменение физико-механических характеристик конструкциии некоторые иные показатели.

Процесс износа зданий может быть описан следующим дифференциальным уравнением:

s – коэффициент, учитывающий степень износа;

d(t)Y – время проведения ремонтно-восстановительных работ со степенью износа Y.

Можно в процессе расчетов оценить интенсивность физического износа строений текущего ремонта s = 0. Можно использовать в момент вычисления в качестве внешнего воздействия и реакции здания зависимость осадка здания во времени. В этом случае представленное выше уравнение примет несколько иной вид:

где w – частота проведения ремонтов;

g – сила инерции объекта.

Чтобы на объектах использования паровых и жидкостных котлов сохранялся необходимый уровень безопасности важно оптимизировать продолжительность жизненного цикла строения. Если рассматривать со стороны соответствия здания техническим требованиям, то можно выделить следующие группы:

  • Строения, полностью отвечающие стандартам.
  • Здания, требующие перепланировки.
  • Строения, которым необходимы восстановительные работы или реконструкция.
  • Не подлежащие восстановлению здания.

Всегда прослеживается необходимость в проведении планомерных восстановительных работ на всем сроке эксплуатации здания, только так можно обеспечить необходимый уровень безопасности даже через 20 и 30 лет.

Если делать большие перерывы и не соблюдать правила обслуживания строений, процент возникновения аварийной ситуации становится больше. На следующем рисунке мы представили графическую зависимость надежности строения отсостояние его стен и фундамента. [6]

Если соблюдать плановые мероприятия по текущему и капитальному ремонту возможно не только увеличить уровень безопасности, но и жизненный цикл строения. Даже при достижении параметров морального износа сохраняются физико-механическе характеристики, которые и определяют надежность эксплуатации зданий и сооружений, это видно по первой кривой.

Вторая кривая по графику демонстрирует, что в восстановительных работах был сделан перерыв, который  существенно снизил жизненный цикл строения. Чтобы в дальнейшем вернуть прежний уровень безопасности и восстановить здание необходимо привлечь дополнительные средства.

Если ремонтные и восстановительные работы отсутствовали на долгом промежутке времени, наступает критическая фаза, которая влечет за собой потерю несущей способности главных элементов, приводят к снижению жизненного цикла и другие факторы:

  • Скрытые дефекты.
  • Отклонение от режима эксплуатации.
  • Нарушение технологии работ.
  • Влияние техногенного фактора.

Преждевременный износ также возможен из-за аварии водопроводов, канализации, когда интенсивное замачивание в целом приводит к потере устойчивости конструкции.

Если говорить о безопасности сооружений, в которых устанавливаются котлы, тогда стоит говорить о необходимости осуществления мер, направленных на предотвращение больших утечек жидкости, пагубно влияющей на устойчивость фундамента.

Особое значение качеству строений и их состоянию стоит уделять в сейсмически опасных районах. Регулярные, даже небольшие колебания становятся главной причиной быстрого износа конструкции здания.

В большинстве случаев необходим индивидуальный подход к решению проблем строительства и эксплуатации промышленных сооружений. Важно правильно использовать не только надземное, но и подземное пространство, организовывать дренажные системы, если строительство ведется на подтопляемой территории.

Факторы, оказывающие существенное влияние на продолжительность жизненного цикла здания, могут быть искусственными или природными, их влияние необходимо по возможности исключать и проводить регулярные мероприятия по устранению последствий от их воздействия.

К природным факторам, которые влияют на качество простройки, относят не только движение земной коры, но и атмосферные, грунтовые, биологические воздействия. Что относится к искусственным факторам, то это в чаще всего человеческая деятельность.

Говоря о деятельности человека нельзя не отметить, что нарушение режима эксплуатации зданий и сооружений значительно сокращает их жизненный цикл и увеличивает опасность эксплуатации со временем.

Недопустимо, чтобы на объекте были протечки кровли, трещины в стенах, нарушение температурного и влажностного режима. Появление лишней влаги будет сказываться не только на физико-химических показателях конструкций, но и может стать причиной короткого замыкания в сети.

Руководство предприятия использующего жидкостные и паровые котлы обязано следить, чтобы котельные находились в должном состоянии и по уровню безопасности были доступны для эксплуатации, независимо от срока их использования.

Список литературы:

  1. ФЗ 184 «О техническом регулировании».
  2. ФЗ 116 «О промышленной безопасности».
  3. https://www.calc.ru/Tablitsy-Raschetnogo-Soprotivleniya-Grunta.html
  4. http://www.mukhin.ru/stroysovet/framehouse/19.html
  5. http://www.docnorma.ru/normadoc/53/53641/index.htm
  6. http://www.docnorma.ru/normadoc/53/53641/index.htm
  • обучение
  • вступление
    в cpo
  • подготовка
  • сертификация
обучение
вступление в cpo
аттестация
сертификация
img img img
Напишите
нам в WhatsApp