Мониторинг высотных зданий

Согласно СП 22.13330.2016, СП 267.1325800.2016, СП 477.1325800.2020, МГСН 4.192005, ГОСТ Р 22.9.11-2013 высотным зданием считается здание высотой более 75 м.

Однако, необходимость мониторинга высотных объектов возникает только для уникальных высотных зданий, которыми, согласно Градостроительному кодексу ГрК РФ Статья 48.1, являются здания с высотой, превышающей 100 м.

Мониторинг является одним из важнейших инструментов обеспечения надежности и безопасности высотных и большепролетных зданий и сооружений как уникальных и технически сложных объектов в период их строительства и эксплуатации.

Мониторинг уникальных высотных зданий

Согласно ГОСТ 31937-2011, высотное здание (сооружение) - объект капитального строительства, в проектной документации которого предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик:

• высота более 100 м, пролеты более 100 м;
• наличие консоли более 20 м, заглубление подземной части (полностью или частично) ниже планировочной отметки более чем на 15 м;
• с пролетом более 50 м;
• со строительным объемом более 100 тыс. м;
• с одновременным пребыванием более 500 человек.

Типы высотных зданий

В практике современного строительства наиболее распространенными высотными зданиями являются:

• высотные многофункциональные комплексы;
• высотные специализированные жилые здания;
• высотные специализированные административные здания (в том числе здания бизнес-центров);
• высотные специализированные гостиничные здания.

Конструктивно-технологическая классификация высотных зданий включает три типа строительных систем: с металлическими несущими конструкциями, с монолитными и сборными железобетонными конструкциями.

Высотные здания, согласно Градостроительному кодексу ГрК РФ Статья 48.1, относятся к классу особо опасных, технически сложных и уникальных объектов повышенного уровня ответственности за счет:

• вертикальной планировки объекта и естественной тяги воздушных потоков вверх, которые способствуют быстрому развитию пожара с преимущественным распространением его вверх; быстрому возрастанию температуры, способной привести к потере прочности и устойчивости несущих конструкций;
• сложной инфраструктуры здания (сооружения) и высокой насыщенности системами инженерно-технического обеспечения;
• большого числа вертикально и горизонтально направленных каналов для коммуникаций, которые могут служить путями распространения пожара;
• большого числа людей, которые одновременно могут находиться в высотном здании;
• ограниченной возможности устройства в здании необходимого числа путей безопасной эвакуации людей из здания при кризисных или чрезвычайных ситуациях, в том числе при пожаре;
• отсутствия эффективных технических средств, позволяющих организовать спасение (самоспасение) людей с большой высоты;
• отсутствия необходимых мобильных пожарных машин и механизмов, позволяющих поднимать пожарные расчеты и огнетушащие вещества на большую высоту для подавления огня и (или) спасения людей;
• привлекательности для осуществления террористических актов и иных злонамеренных противоправных действий криминального характера;
• возможной значительной тяжести последствий при реализации причиняющих вред событий;
• необходимости немедленного реагирования на опасные, причиняющие вред события для снижения риска причинения вреда и тяжести последствий;
• необходимости организации в высотном здании (сооружении) внутренней системы комплексного обеспечения безопасности с возможностью централизованного управления, в том числе в критических и кризисных ситуациях с участием персонала службы безопасности и технического персонала.

Требования законодательства к системам мониторинга высотных зданий 

Геотехнический мониторинг высотных зданий (сооружений), согласно СП 267.1325800.2016, применяется при проектировании и строительстве жилых зданий и комплексов и сооружений высотой более 75 м, общественных зданий выше 50 м, а также многофункциональных зданий, в которых помещения общественного назначения располагаются на высоте более 50 м. 

Контроль показателей, характеризующих надежность высотных зданий, сооружения с целью предупреждения ситуаций, при которых значения регистрируемых параметров превысят их предельно допустимые величины, осуществляется с помощью системы мониторинга инженерных конструкций (СМИК) - подсистемы структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС), которая разрабатывается в рамках требований национального стандарта ГОСТ Р 22.1.12-2005 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях». 

Согласно ГОСТ 31937-2011. «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»: 

Мониторинг технического состояния уникального высотного здания - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе для обеспечения их безопасного функционирования за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов оснований или крена, которые могут повлечь за собой переход объектов в ограниченно работоспособное или в аварийное состояние. 

Мониторинг технического состояния оснований и строительных конструкций высотных зданий (сооружений) проводят в целях обеспечения их безопасного функционирования, его результаты являются основой эксплуатационных работ на этих объектах. 

При мониторинге проводят контроль за процессами, протекающими в конструкциях объектов и грунте, для своевременного обнаружения на ранней стадии тенденции негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и оснований, которое может повлечь переход объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние, а также получения необходимых данных для разработки мероприятий по устранению возникших негативных процессов. 

Состав работ по мониторингу технического состояния оснований и строительных конструкций высотных зданий (сооружений) регламентируется индивидуальными программами проведения измерений и анализа состояния несущих конструкций в зависимости от технического решения здания (сооружения) и его деформационного состояния. 

В эксплуатируемом высотном здании (сооружении), как правило, доступ к большей части несущих конструкций существенно ограничен, а работы по традиционному обследованию технического состояния конструкций трудоемки и дороги. 

Для таких объектов применяют специальные методы мониторинга высотных зданий и технические средства раннего выявления и локализации мест изменения напряженно-деформированного состояния конструкций с последующим обследованием технического состояния выявленных опасных участков конструкций. 

Для проведения контроля и ранней диагностики технического состояния оснований и строительных конструкций высотного здания (сооружения) устанавливают автоматизированную стационарную систему (станцию) мониторинга технического состояния (в соответствии с заранее разработанным проектом), которая должна обеспечивать в автоматизированном режиме выявление изменения напряженно-деформированного состояния конструкций с локализацией их опасных участков, определение уровня крена здания или сооружения, а в случае необходимости - и других параметров (деформации, давление и др.). 

Настройку автоматизированной стационарной системы (станции) мониторинга проводят, как правило, с использованием заранее разработанной математической модели для проведения комплексных инженерных расчетов по оценке возникновения и развития дефектов в строительных конструкциях, в том числе и в кризисных ситуациях. 

Задачи систем мониторинга высотных зданий

Автоматизированная стационарная система (станция) мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций высотных зданий (сооружений) должна:

• проводить комплексную обработку результатов проводимых измерений (динамических, деформационных, геодезических и др.) и сравнивать с их предельными допустимыми значениями;
• предоставлять достаточную информацию для выявления на ранней стадии тенденции негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций, которое может привести к переходу объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние.

При выявлении мест изменения напряженно-деформированного состояния конструкций высотных зданий (сооружений) проводят обследование этих частей с помощью методов, изложенных ГОСТ 31937-2011, и по их результатам делают выводы о техническом состоянии конструкций, причинах изменения их напряженно-деформированного состояния и необходимости принятия мер по восстановлению или усилению конструкций. 

По результатам мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций высотных (уникальных) зданий (сооружений) выдают заключение, форма которого должна быть разработана по результатам проектирования автоматизированной стационарной системы (станции) мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций. 

Мониторинг системы инженерно-технического обеспечения уникальных зданий (сооружений) проводят в целях обеспечения ее безопасного функционирования. Результаты мониторинга являются основой работ по обеспечению безопасной эксплуатации этих объектов. 

При мониторинге осуществляется контроль работоспособности и результатов работы системы инженерно-технического обеспечения для своевременного обнаружения на ранней стадии негативных факторов, угрожающих безопасности высотных (уникальных) зданий (сооружений). Проводится мониторинг вышек, мачт и дымовых труб.

Для проведения контроля и ранней диагностики технического состояния системы инженерно-технического обеспечения конкретного уникального здания (сооружения) устанавливают систему мониторинга инженерно-технического обеспечения (в соответствии с заранее разработанным проектом). 

При мониторинге технического состояния уникальных зданий (сооружений) по решению местных органов исполнительной власти, органов, уполномоченных на ведение государственного строительного надзора, или собственника объекта проводят мониторинг общей безопасности этих объектов (с комплексной оценкой риска) на случай возникновения аварийных воздействий природного и техногенного характера.

Смотрите также

• контроль технического состояния зданий
• мониторинг строительных конструкций