Понятия и критерии надёжности

Надежность объекта – это его свойство выполнять свои функции в течение требуемого промежутка времени с сохранением заданных эксплуатационных параметров. Надежность элементов в процесее эксплуатации здания обеспечивается при условии выполнении комплекса мероприятий технического обслуживания и ремонта зданий.

Свойство надежности присуще любому объекту – здание или сооружение в целом, отдельные конструкции и инженерное оборудование или отдельные их элементы. На любом уровне способность объекта к выполнению (или невыполнению) своих функций определяет меру его надежности. Понятие «надежность» можно представить как последовательность отрезков времени t_1, t_2, в течение которых объект выполняет свои функции tⁱ_раб, и когда по каким-то причинам он не выполняет свои функции, находясь в состоянии, называемом «отказ» t^j_отк.

Чем продолжительнее суммарное время выполнения объектом своих функций и чем меньше время существования отказов, тем выше его надежность. Поэтому для оценки надежности используют показатель, определяющий соотношение времени безотказной работы объекта ко всему времени его существования. Этот показатель называется коэффициент готовности К_r.

       ∑ tⁱ_раб

K_{r =}      

   ∑ tⁱ_раб + ∑ t^j_отк

где tⁱ_раб – продолжительность безотказной работы объекта на i–м временном интервале;

 t^j_отк – продолжительность неработоспособного состояния объекта;

n – количество временных интервалов, в течение которых объект находится в эксплуатации.

Кроме свойства выполнения объектом своих функций, надежность включает в себя определение сохранения во времени заданных эксплутационных параметров. Объект может выполнять свои функции, но при этом его параметры не соответствуют проектным или техническим характеристикам. Например, тепловой режим в помещениях может быть обеспечен и при некачественно выполненной теплоизоляции ограждающих конструкций за счет увеличения мощности системы отопления. Это приводит к перерасходу тепла и электроэнергии, дополнительным материальным затратам по сравнению с теми показателями, которые были заложены в проекте. В таких случаях следует говорить о ненадежности объекта.

Надежность здания и сооружения в целом должна определяться на весь период времени, в течение которого предполагается использовать объект по своему назначению.

Надежность всего объекта зависит от надежности составляющих ее элементов. Однако для проживающих в жилом доме или использующих здания и сооружения для производственных целей важна надежность не отдельных элементов, а их совокупность, которая определяет эксплуатационные качества, безопасность и комфортное состояние в помещениях.

Понятие надежности здания в целом как сложной технической системы шире, чем составляющих его элементов, которые могут находиться лишь в двух состояниях – работоспособном или неработоспособном. Отказы отдельных конструкций и технических устройств в большинстве случаев не приводят к прекращению функционирования объекта в целом, они только снижают уровень эксплуатационных качеств. Например, временное и непродолжительное прекращение подачи тепла в жилое здание во многих случаях не повлечет за собой нарушение теплового комфорта в его помещениях.

Чтобы понять механизм формирования надежности, это свойство объекта рассматривают как совокупность отдельных свойств, определяющих отдельные, наиболее важные черты надежности в целом. К таким характерным свойствам надежности относятся безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Безотказность – это свойство объекта выполнять свои функции в течение заданного времени без перерыва на ремонт. Для зданий и сооружений свойство безотказности является наиболее важным, поскольку именно оно определяет безопасность и функциональный комфорт.

Сохраняемость – способность отдельных элементов противостоять отрицательному влиянию неудовлетворительного хранения, транспортировки, старению до монтажа, а также здания в целом до ввода в эксплуатацию и во время ремонтов.

Долговечность – это свойство объекта выполнять свои функции до наступления предельного состояния с возможными перерывами в работе. Долговечность представляет собой сумму всех временных участков, на которых объект работоспособен и находится в состоянии отказа i; она количественно определяется средним сроком службы объекта Т_ср = ∑ tⁱ_раб + ∑ t^j_отк.

Ремонтопригодность – это приспособленность объекта к восстановлению после отказа. Мерой ремонтопригодности является среднее время восстановления его работоспособности.