- •Реконструкция жилых зданий Часть I Технологии восстановления эксплуатационной надежности жилых зданий
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1 объемно-планировочные и конструктивные решения реконструируемых жилых зданий
- •§ 1.1. Роль реконструкции зданий в решении социально-экономических и градостроительных задач
- •Жилищный фонд Российской Федерации, размещенный в 4-, 5-этажных домах первых массовых серий
- •§ 1.2. Градостроительные аспекты реконструкции жилой застройки
- •§ 1.3. Характеристика жилищного фонда старой постройки
- •Классификация основных схем планировочной компоновки жилых капитальных зданий старой постройки
- •Конструктивные схемы капитальных жилых зданий старой постройки
- •§ 1.4. Объемно-планировочные и конструктивные решения домов первых массовых серий
- •Общая площадь квартир (м2) по нормам проектирования
- •§ 1.5. Жизненный цикл зданий
- •§ 1.6. Моделирование процесса физического износа зданий
- •§ 1.7. Условия продления жизненного цикла зданий
- •§ 1.8. Основные положения по реконструкции жилых зданий различных периодов постройки
- •Глава 2 инженерные методы диагностики технического состояния конструктивных элементов зданий
- •§ 2.1. Общие положения
- •Классификация повреждений конструктивных элементов зданий
- •§ 2.2. Физический и моральный износ зданий
- •Оценка степени физического износа по материалам визуального и инструментального обследования
- •§ 2.3. Методы обследования состояния зданий и конструкций
- •§ 2.4. Инструментальные средства контроля технического состояния зданий
- •Характеристики тепловизоров
- •§ 2.5. Определение деформаций зданий
- •Значение предельно допустимых прогибов
- •§ 2.6. Дефектоскопия конструкций
- •Повреждения и дефекты фундаментов и грунтов основания
- •Число точек зондирования для различных зданий
- •Значения коэффициента к снижения несущей способности кладки в зависимости от характера повреждений
- •§ 2.7. Дефекты крупнопанельных зданий
- •Классификация дефектов панельных зданий первых массовых серий
- •Допустимая глубина разрушения бетона за 50 лет эксплуатации
- •§ 2.8. Статистические методы оценки состояния конструктивных элементов зданий
- •Значение показателя достоверности
- •Глава 3 методы реконструкции жилых зданий
- •§ 3.1. Общие принципы реконструкции жилых зданий
- •Методы реконструкции зданий
- •§ 3.2. Архитектурно-планировочные приемы при реконструкции жилых зданий ранней постройки
- •§ 3.3. Конструктивно-технологические решения при реконструкции жилых зданий старой постройки
- •§ 3.4. Методы реконструкции малоэтажных жилых зданий первых массовых серий
- •§ 3.5. Конструктивно-технологические решения при реконструкции зданий первых массовых серий
- •Уровень реконструктивных работ жилых зданий первых типовых серий
- •Глава 4 математические методы оценки надежности и долговечности реконструируемых зданий
- •§ 4.1. Физическая модель надежности реконструируемых зданий
- •§ 4.2. Основные понятия теории надежности
- •§ 4.3. Основная математическая модель для изучения надежности зданий
- •§ 4.4. Методы оценки надежности зданий с помощью математических моделей
- •§ 4.5. Асимптотические методы в оценке надежности сложных систем
- •§ 4.6. Оценка среднего времени до возникновения отказа
- •§ 4.7. Иерархические модели надежности
- •Методики оценки функции надежности p(t) реконструированных зданий
- •§ 4.8. Пример оценки надежности реконструируемого здания
- •Глава 5 основные положения технологии и организации реконструкции зданий
- •§ 5.1. Общая часть
- •§ 5.2. Технологические режимы
- •§ 5.3. Параметры технологических процессов при реконструкции зданий
- •§ 5.4. Подготовительные работы
- •§ 5.5. Механизация строительных процессов
- •§ 5.6. Технологическое проектирование
- •§ 5.7. Проектирование технологических процессов реконструкции зданий
- •§ 5.8. Календарные планы и сетевые графики
- •§ 5.9. Организационно-технологическая надежность строительного производства
- •Глава 6 технология производства работ по повышению и восстановлению несущей и эксплуатационной способности конструктивных элементов зданий
- •Расчетное сопротивление грунтов по нормам 1932 - 1983 гг.
- •§ 6.1. Технологии укрепления оснований
- •§ 6.1.1. Силикатизация грунтов
- •Радиусы закрепления грунтов в зависимости от коэффициента фильтрации
- •Технология и организация производства работ
- •Механизмы, оборудование и приспособления для проведения инъекционных работ
- •Значения коэффициента насыщения грунта раствором
- •§ 6.1.2. Закрепление грунтов цементацией
- •§ 6.1.3. Электрохимическое закрепление грунтов
- •§ 6.1.4. Восстановление оснований фундаментов с карстовыми образованиями
- •§ 6.1.5. Струйная технология закрепления грунтов оснований фундаментов
- •Прочность грунтоцементных образований
- •§ 6.2. Технологии восстановления и усиления фундаментов
- •§ 6.2.1. Технология усиления ленточных фундаментов монолитными железобетонными обоймами
- •§ 6.2.2. Восстановление несущей способности ленточных фундаментов методом торкретирования
- •§ 6.2.3. Усиление фундаментов сваями
- •§ 6.2.4. Усиление фундаментов буроинъекционными сваями с электроимпульсным уплотнением бетона и грунтов
- •§ 6.2.5. Усиление фундаментов сваями в раскатанных скважинах
- •Производство работ
- •§ 6.2.6. Усиление фундаментов многосекционными сваями, погружаемыми методом вдавливания
- •§ 6.3. Усиление фундаментов с устройством монолитных плит
- •§ 6.4. Восстановление водонепроницаемости и гидроизоляции элементов зданий
- •§ 6.4.1. Вибрационная технология устройства жесткой гидроизоляции
- •§ 6.4.2. Восстановление гидроизоляции инъецированием кремнийорганических соединений
- •§ 6.4.3. Восстановление наружной вертикальной гидроизоляции стен фундаментов
- •§ 6.4.4. Технология повышения водонепроницаемости заглубленных конструкций зданий и сооружений путем создания кристаллизационного барьера
- •§ 6.5. Технология усиления кирпичных стен, столбов, простенков
- •§ 6.6. Технология усиления железобетонных колонн, балок и перекрытий
- •Усиление конструкций композитными материалами из углеродных волокон
- •Глава 7 индустриальные технологии замены перекрытий
- •§ 7.1. Конструктивно-технологические решения замены междуэтажных перекрытий
- •График производства работ при устройстве монолитного перекрытия по профнастилу
- •§ 7.2. Технология замены перекрытий из мелкоштучных бетонных и железобетонных элементов
- •§ 7.3. Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит
- •§ 7.4. Возведение сборно-монолитных перекрытий в несъемной опалубке
- •§ 7.5. Технология возведения монолитных перекрытий
- •§ 7.6. Эффективность конструктивно-технологических решений по замене перекрытий
- •Трудозатраты на устройство междуэтажных перекрытий при реконструкции жилых зданий
- •Область эффективного применения различных конструктивных схем перекрытий
- •График производства работ по устройству сборно-монолитных перекрытий
- •Глава 8 повышение эксплуатационной надежности реконструируемых зданий
- •§ 8.1. Эксплуатационные характеристики ограждающих конструкций
- •§ 8.2. Повышение энергоэффективности ограждающих конструкций
- •§ 8.3. Характеристики теплоизоляционных материалов
- •§ 8.4. Технологии утепления фасадов зданий с изоляцией штукатурными покрытиями
- •§ 8.5. Теплоизоляция стен с устройством вентилируемых фасадов
- •Физико-механические характеристики облицовочных плит
- •§ 8.6. Технологии устройства вентилируемых фасадов
- •Характеристика средств подмащивания
- •График производства работ по теплозащите стен пятиэтажного 80-квартирного жилого дома серии 1-464
- •§ 8.7. Оценка эксплуатационной надежности и долговечности утепленных фасадных поверхностей
- •§ 8.8. Управляемые технологии энергопотребления жилых зданий
- •Список литературы
§ 1.4. Объемно-планировочные и конструктивные решения домов первых массовых серий
В середине 50-х гг. встал вопрос огромной социальной важности: как решить острейшую жилищную проблему, как в кратчайшие сроки избавиться от неблагоустроенных бараков, подвалов и многосемейных «коммуналок», как предоставить каждой семье отдельную благоустроенную квартиру?
Основным направлением решения этой проблемы был избран индустриальный метод возведения жилых домов - строительство по типовым проектам с максимальной унификацией и типизацией архитектурно-конструктивных решений.
1950-1960-е гг. были временем необычного подъема жилищного строительства. За период менее 10 лет было построено более 100 тыс. четырех- и пятиэтажных домов общей площадью 540 млн. м2. Это строительство положило начало внедрению нового жилищного стандарта - переходу от покомнатного к поквартирному расселению семей. В таких домах проживают более 40 млн. человек, а их общая площадь составляет более 20 % городского жилого фонда страны. Острота жилищной проблемы была столь велика, что переход к новому стандарту был возможен только на базе максимальной экономичности объемно-планировочных решений квартир. Огромные масштабы жилищного строительства и ограниченность материально-технических ресурсов диктовали свои условия: строить экономно, отказавшись от прежних представлений о размерах и высоте помещений; строить из сборных конструкций с максимальной заводской готовностью изделий; строить быстро, используя строительный конвейер «ДСК - стройплощадка».
В то же время эти здания возводились из долговечных конструкций, обеспечивающих срок службы 100-125 лет, и имели необходимое инженерное оборудование.
Государственная политика в жилищном строительстве с 1957 г. ориентировалась на возведение наиболее экономичных четырех-, пятиэтажных домов с типовыми планировочными решениями квартир, запроектированных в соответствии с требованиями единых государственных норм. По мере роста национального дохода увеличивались ассигнования на расселение одной семьи в государственном жилом фонде, и в соответствии с этим изменялись нормы проектирования. В таблице 1.4 приведены максимальные величины площади квартир по нормам проектирования различных периодов.
Таблица 1.4
Общая площадь квартир (м2) по нормам проектирования
Редакция норм, год |
Число комнат и тип квартир | ||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 | ||||||||||||
А |
Б |
А |
Б |
А |
Б |
А |
Б |
А |
Б |
А |
Б | ||||||
1962 |
28 |
36 |
36 |
45 |
45 |
56 |
56 |
68 |
68 |
90 |
- |
- | |||||
1971 |
28 |
36 |
41 |
48 |
58 |
63 |
70 |
74 |
84 |
91 |
- |
- | |||||
1985 |
- |
36 |
- |
53 |
- |
65 |
- |
77 |
- |
95 |
- |
- | |||||
1989 |
28 |
36 |
44 |
53 |
56 |
65 |
70 |
77 |
84 |
96 |
96 |
103 |
Смена норм проектирования сопровождалась сменой типовых проектов и практики заселения квартир. Соотношение между количеством членов семьи N и количеством комнат в квартирах Кдля периода 60-х гг. составляло К= N - 2. В более поздние периоды К= N - 1 и К = N. Такой практике способствовали предусмотренные в нормах и типовых проектах не менее двух вариантов квартир каждой комнатности по величине общей площади: квартиры типа А (меньшей площади) для заселения по формуле К = N и типа Б (большей площади) для заселения по формуле К = N - 1.
Сопровождавшие смену норм проектирования новые серии типовых проектов получили название «поколений». В настоящее время строительство ведется по «четвертому поколению» типовых проектов.
Период массового жилищного строительства связан с началом широкого применения элементов сборного железобетона: при возведении нулевого цикла - фундаментные подушки и блоки, сваи со сборным и монолитным ростверками; надземной части - многопустотные плиты перекрытий, панели, элементы балконов и лоджий, перемычек; покрытия из сборных карнизных блоков и панели покрытий.
До массового распространения домостроительных комбинатов основными конструктивными схемами жилых зданий являлись дома с продольными и поперечными стенами. Наиболее распространены из них кирпичные дома серии 1-447, крупноблочные здания серии 1-510 (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Объемно-планировочные решения жилых домов серии 1-447 с кирпичными стенами (а) и крупноблочных зданий серии 1-510 (б)
Первый этап в развитии индустриального жилищного строительства, осуществляемого по типовым проектам «первого поколения» (1954-1963 гг.), позволил реализовать жилищную программу и сыграл свою положительную роль. В то же время выявилось все большее количество негативных сторон. Они сводятся к градостроительным, морально-эстетическим и физическим недостаткам 5-этажной жилой застройки. Планировочные решения квартир этого периода основаны на использовании 4-квартирных унифицированных секций с номенклатурой квартир 1-2-3-3 и 2-2-2-3. Позднее были разработаны трехквартирные решения с набором квартир 1-2-3 и 2-2-2.
Начиная с 60-х гг. полносборные здания постепенно становятся основным видом строительства. В жилых полносборных домах преимущественно использовались две конструктивные схемы: панельная и каркасно-панельная (рис. 1.7).
Рис. 1.7. Объемно-планировочные решения типовых зданий а - крупнопанельные серии 1-464 с узким шагом внутренних стен; б - крупнопанельные серии 1-468 со смешанным шагом внутренних стен; в - каркасно-панельные серии 1-335 с узким шагом внутренних стен
Каркасно-панельная схема предусматривает передачу нагрузок на каркас, а при панельной схеме - на внутренние несущие панели (панели поперечных стен и перекрытий).
Преимуществами панельной системы зданий являются меньший расход стали (на 15- 20 %), простота обеспеченности общей пространственной жесткости и устойчивости здания, высокая заводская готовность элементов, малая трудоемкость возведения.
К преимуществам каркасно-панельной схемы зданий можно отнести более четкую схему передачи нагрузок, относительно небольшое влияние случайных эксцентриситетов и погрешностей, использование высокопрочных материалов для каркаса и эффективных ограждающих конструкций.
Второй этап (1964-1970 гг.) осуществлялся по типовым проектам «второго поколения». Набор квартир в них увеличился до восьми типов: 1-, 2-, 3- и 4-комнатные квартиры разделились на большие и малые. Однако принципиальные планировочные решения существенно не менялись.
Дальнейшее развитие типового жилищного строительства (1970-1980 гг.) шло по пути незначительного улучшения планировочных решений с увеличением площадей кухонь (до 7,0-7,3 м2), подсобных помещений, с созданием эркеров как для зданий из кирпича, так и для панельных жилых домов. Такое решение несколько разнообразило и улучшило архитектурные и аэродинамические параметры, снизив воздействие транспортных шумов.
Достаточно эффективными следует признать технические решения в крупнопанельном домостроении при переходе на широкий шаг внутренних несущих стен, равный 6 м. Это позволило осуществлять более гибкую планировку помещений, особенно при реконструкции зданий (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Планировочные решения жилых домов а, б - кирпичные жилые дома серий 71 и 85 (ЦНИИЭПЖилища); в, г - крупнопанельные дома серий 83 и 78 (ЦНИИЭПЖилища)
Анализ архитектурно-планировочных решений крупнопанельных жилых зданий первых двух «поколений» показал полное несоответствие современным требованиям. Характерными признаками морального износа являются: размер кухонь, не превышающий 6 м2; наличие совмещенных санузлов малой площади; низкая звукоизоляция внутренних стен и перекрытий; дискомфорт жилых помещений вследствие нарушения тепловлажностного режима; невыразительность и однообразие фасадов.
Здания каркасных схем выполняются двух типов: полносборные, когда все элементы, включая стены и перегородки, возводятся из сборных элементов и со стенами из штучных материалов - кирпича, мелкоштучных блоков и др., и здания с неполными каркасными стенами.
Следует отметить то обстоятельство, что крупнопанельные здания начального периода индустриализации строительства (пятиэтажки 60-х гг.), несмотря на достаточно высокую конструктивную надежность, имеют малую реконструктивную способность. Это относится прежде всего к жилым домам, у которых внутренние стены являются несущими и расположены с узким шагом.
Морально-эстетическая ущербность пятиэтажной застройки усиливается тем, что был предложен и реализован практически единственный тип секционного дома, без учета демографических, исторических и архитектурных традиций районов, их климатических особенностей. Застройка такими зданиями велась без учета природного ландшафта и архитектурных особенностей окружающей застройки.
Эксплуатационные характеристики таких зданий невысоки. Они отличаются низкими теплозащитными и звукоизоляционными качествами. Так, в летнее время происходит перегрев помещений, особенно верхних этажей, из-за совмещенных крыш, а в зимний период - промерзание стыков, угловых панелей и стен. В неблагоприятных условиях находятся жилые помещения первых этажей, где на микроклимат существенное влияние оказывают наличие плохо изолированного подвального помещения, необустроенность тамбуров и входных дверей.
Практически во всех типах пятиэтажек звукоизоляция внутренних стен, перекрытий и перегородок не отвечает требованиям норм.
Стремление максимально использовать объем здания под жилое помещение определило площадь светопрозрачных ограждений в 29-30 % площади наружных стен, что привело к дополнительному увеличению теплопотерь, а несовершенство стыковых соединений панелей стен - к локальным и общим нарушениям тепловлажностного режима жилых помещений.
Конструктивные просчеты при устройстве плоских кровель привели к постоянному увлажнению помещений верхнего этажа, что существенно осложнило условия проживания.
Перечисленные обстоятельства привели к заметному снижению эксплуатационных характеристик и моральному устареванию жилых зданий данной категории.
Недостатки рассматриваемых зданий ярко проявились в результате их длительной эксплуатации без выполнения плановых ремонтных работ. В то же время исследуемый период времени следует считать началом интенсивного массового строительства жилья, позволившего существенно улучшить жилищные условия миллионов граждан. Так, только в Москве было построено около 36 млн. м2 жилой площади пятиэтажек.