Пособие по обследованию строительных конструкций зданий

 

,                                             (10.3) 

 

где ; 

 

; ; ; 

 

q - тепловой поток, Вт/м2;

Rik - термическое сопротивление i-го слоя конструкции;

li - толщина i-го слоя, м;

li - коэффициент теплопроводности i-го слоя, Вт/м×°С;

aв - коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2×°C);

aн- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/(м2×°C);

Rв - сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, м2×°С/Вт;

Rн - сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения, м2×°С/Вт;

tв - температура внутренней поверхности, °С;

tн - температура наружной поверхности, °С. 

 

Схема размещения датчиков термопар при измерении температур в толще многослойного ограждения показана на рис. 10.7. 

 

 

 

Рис. 10.7. Схема размещения датчиков термопар при измерении температур в толще многослойного ограждения

tн и tн - температура соответственно наружного воздуха и наружной поверхности ограждения, tв и tв - температура соответственно внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждения  

 

10.5.2. Измеряя величину теплового  потока q1, разность температур внутреннего и наружного воздуха Dt разность температур внутренней и наружной поверхности ограждения Dt, по формуле (10.4) определяем термическое сопротивление конструкции 

 

,                                                       (10.4) 

 

где Dt = tв - tн - разность температур внутреннего и наружного воздуха, °С;

Dt = tв - tн - разность температур внутренней и наружной поверхностей ограждения, °С;

q1 - замеренный тепловой поток, Вт/м2×°C;

R¢ - термическое сопротивление тепломера, м2×°C/Вт. 

 

Тепловой поток, замеренный тепломером q1, несколько отличается от действительного теплового потока q, проходящего через ограждающую конструкцию, так как тепломер является добавочным сопротивлением к исследуемому ограждению и, следовательно, замеренный тепловой поток оказывается несколько меньше действительного потока.

Второй член в формуле (10.4) отражает влияние термического сопротивления тепломера.

Величина истинного теплового потока в этом случае определяется из соотношения  

 

.                                                              (10.5) 

 

Сопротивления теплоотдаче Rн и тепловосприятию Rв определяются по формулам 

 

; . 

 

Сопротивление теплопередаче конструкций  

 

. 

 

10.5.3. При экспериментальном определении  величин R0 и Rk конструкции с тепловой инерцией D более 1,5 и при явно выраженном нестационарном режиме теплопередачи необходимо учитывать изменения теплосодержания ограждения в период проведения обследования.

При достаточной продолжительности натурных наблюдений (в пределах до 14 дней) влияние изменения теплосодержания ограждения сводится к минимуму, поскольку в этом случае температурная кривая наружного воздуха, как правило, охватывает несколько волн. Однако в тех случаях, когда наблюдения над тепловыми потоками ведутся непродолжительное время (1-2 дня), необходимо учитывать изменение теплосодержания ограждения. С этой целью рекомендуется использовать метод, предложенный К.Ф. Фокиным [I-39].

Следует отметить, что изложенный метод определения теплозащитных качеств ограждений относится к зимним условиям. В летних условиях среднесуточная температура внутреннего и наружного воздуха отличается незначительно и величины сквозных тепловых потоков ничтожно малы 

 

10.6. Определение влажностного  состояния ограждающих конструкций  

 

10.6.1. Одним из важных эксплуатационных  показателей ограждающих конструкции  является их влажностное состояние.

Увлажнение ограждающих конструкций приводит к ухудшению их теплозащитных качеств, созданию благоприятных условий для развития в них грибков, плесени и прочих биологических процессов, а также к снижению их долговечности.

При обследовании влажностного состояния ограждающих конструкций следует установить причины их увлажнения. В общем случае можно отметить следующие причины:

1. Строительная влага, которая вносится  в конструкцию при ее производстве  и возведении.

2. Грунтовая влага, которая может  проникнуть в ограждение из грунта вследствие капиллярного всасывания. В стенах здания эта влага может подниматься до высоты 2-2,5 м от уровня земли. Для предохранения ограждения от увлажнения в нем устраиваются гидроизоляционные слои, препятствующие доступу влаги из грунта в ограждение.

3. Метеорологическая влага, которая  может проникнуть в конструкцию  в связи с выпадением атмосферных  осадков.

4. Эксплуатационная влага, выделение  которой связано с технологическим  процессом в производственных  зданиях.

5. Гигроскопическая влага, накапливаемая в конструкции вследствие свойства гигроскопичности материала.

6. Конденсация влаги из воздуха, что тесно связано с теплотехническим  качеством и тепловым режимом  ограждающей конструкции. В подавляющем  большинстве случаев конденсация  влаги является единственной причиной повышения влажности ограждающих конструкций. Конденсация влаги может происходить как на поверхности ограждения, так и в его толще.

Следует отметить, что отсутствие конденсации влаги на поверхности ограждения не гарантирует ограждение от увлажнения, так как оно может происходить вследствие конденсации водяных паров в толще самого ограждения.

10.6.2. Обеспечение нормального влажностного  состояния ограждающих конструкций  достигается путем устройства  слоя пароизоляции. Требуемое сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций определяется расчетом по методике, изложенной СНиП II-3-79*.

10.6.3. При натурных обследованиях  определение влажности материалов  в зависимости от требуемой  точности производится различными  способами. Наиболее простым и достоверным способом является извлечение из конструкции при помощи шлямбуров пробы материала, помещаемой затем в специальные бюксы. Влажная проба материала непосредственно после извлечения из конструкции взвешивается, а затем высушивается нагреванием в сушильных шкафах до постоянного веса и снова взвешивается.

Массовая (весовая) влажность - Wв, %, определяется по формуле: 

 

,                                                       (10.6) 

 

где Р1 и Р2 - масса (вес) пробы соответственно до и после высушивания. При известной плотности материала g, кг/м3, объемная влажность Wоб вычисляется по формуле 

 

.                                                            (10.7) 

 

10.6.4. Сушка отобранных проб производится  в термостатах или сушильных  шкафах, где температура поддерживается на уровне 105 °С для всех материалов, за исключением органических и гипсовых, для которых температура сушки должна быть не выше 60-70 °С.

10.6.5. При взвешивании проб на  аналитических весах навеску  следует брать весом не менее 2 г, а взвешивание производить с точностью до 0,001 г; при взвешивании на технических весах все навески должны быть не менее 10 г при точности взвешивания до 0,01 г.

10.6.6. После извлечения из конструкций  материала пробы немедленно помещают  в бюксы и плотно закрывают крышкой во избежание их усушки до первого взвешивания.

В зимнее время пробы в бюксы укладывают на холоде и закрывают плотно крышкой, так как в теплом помещении на них образуется конденсат. Края крышек бюкс смазывают жиром, самоклеющей лентой или другим паронепроницаемым материалом.

10.6.7. Из кирпичных и шлакобетонных  конструкций пробы, как правило, отбираются шлямбуром диаметром 8, 10, 12 мм, из деревянных - буром Пресслера. При слоистых конструкциях пробы  следует брать из каждого слоя.

10.6.8. В каменных сплошных стенах места взятия проб по сечению конструкции следующие: штукатурка внутренняя, поверхность стены под штукатуркой; в толще стены - через каждые 10-12 см, поверхность стены под наружной штукатуркой; штукатурка наружная.

При наличии в конструкции стены утеплителя пробы берут и из него.

10.6.9. В настоящее время разработан  диэлектрометрической метод определения  влажности строительных материалов, изделий и конструкций. Он основан  на корреляционной зависимости  диэлектрической проницаемости материала от содержания влаги в нем при положительных температурах.

10.6.10. Измерение влажности производят  при помощи электронного влагомера  ВСКМ-12 или других диэлькометрических  влагомеров, отвечающих требованиям  ГОСТ 21718-84.

10.6.11. Для проведения измерений влажности бетона на его поверхности выбирают чистые ровные участки размером 300´300 мм, на которых не должно быть местных наплывов, вмятин и раковин глубиной более 3 мм и диаметром более 5 мм.

Число участков устанавливают из расчета один участок на 1,5 м2 поверхности бетона. Температура поверхности бетона должна быть не более 40 °С.

Подготовку к работе и измерения влагомером производят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора и в соответствии с требованиями ГОСТ 21718-84.

10.6.12. Результаты измерений записывают в журнал, который должен содержать следующие данные:

наименование материала;

показания влагомера по результатам всех измерений;

среднюю влажность материала.

10.6.13. Результаты измерений влажности  сопоставляют с требованиями  СНИП II-3-79* или данными, приведенными в табл. 10.1, и на этой основе производят оценку влажностного состояния ограждающих конструкций.  

 

 

 

Таблица 10.1. 

 

Нормальная влажность некоторых материалов в наружных ограждающих конструкциях  

 

№ пп.	Материал	Плотность g, кг/м3	Влажность материала, %
			массовая	объемная
1.	Красный кирпич в сплошных стенах	1800	1,5	2,7
2.	Кирпич красный в стенах с воздушной прослойкой	1800	0,5	0,9
3.	Кирпич силикатный	1900	2,5	4,8
4.	Бетон тяжелый	2000	1,5	3
5.	Шлакобетон	1300	3	3,9
6.	Керамзитобетон	1000	6	6
7.	Пенобетон в наружных стенах	700	10	7
8.	Пеностекло	350	3	1,1
9.	Штукатурка известково-песчаная	1600	1	1,6
10.	Шпак топливный в засыпке	750	3,5	2,6
11.	Минераловатные плиты	200	2	0,4
12.	Дерево (сосна)	500	15	7,5
13.	Фибролит цементный	350	15	5,2
14.	Торфоплиты	225	20	4,5
15.	Пенополистирол	25	5	0,12

 

 

10.7. Определение воздухопроницаемости  ограждающих конструкций 

 

10.7.1. Свойство ограждения или  материала пропускать воздух  называется воздухопроницаемостью. При разности давлений воздуха с одной и с другой стороны ограждения через ограждение может проникать воздух в направлении от большего давления к меньшему. В зимних условиях в отапливаемых помещениях температура внутреннего воздуха существенно выше наружного воздуха, что обуславливает разность их объемных масс, в результате чего и создается разность давлений воздуха с обеих сторон ограждения. Разность давлений воздуха может возникнуть также под влиянием ветрового напора.

Если фильтрация происходит в направлении от наружного воздуха в помещение, то она называется инфильтрацией, при обратном направлении - эксфильтрацией.

С теплотехнической точки зрения воздухопроницаемость ограждения является отрицательным явлением, так как в зимнее время инфильтрация холодного воздуха вызывает дополнительные потери тепла ограждениями и охлаждение помещений, а эксфильтрация может неблагоприятно отразиться на влажностном режиме конструкций ограждений, способствуя конденсации в них влаги.

10.7.2. Методика расчета и требуемое  нормативное сопротивление воздуха проницанию ограждающих конструкций регламентируются СНИП II-3-79*.

10.7.3. Современные методы экспериментального  определения воздухопроницаемости  материалов и конструкций основаны  на том, что в результате искусственно  создаваемого избыточного давления или разрежения через образец материала или конструкции, заключенного в особую обойму, проходит воздушный поток, замеряемый счетчиком; в то же время замеряется избыточное давление или разрежение, поддерживаемое в продолжении испытаний на определенном уровне.

10.7.4. Обследование воздухопроницаемости  стыковых соединений наружных  стеновых панелей производят  при помощи приборов типа ИВС-3 или ДСК-3 (рис. 10.8). При испытаниях  обойма прибора должна плотно  прилегать к поверхности проверяемого  участка стыка.

10.7.5. При проверке на воздухопроницаемость  стыковых соединений панелей  на поверхность стыка с наружной  стороны устанавливают обойму  длиной 1 и шириной 0,2 м, а при проверке  пересечений вертикального и  горизонтального стыков - обойму  размером 0,50´0,5 м и герметизируют по периметру (рис. 10.9). В обойме имеются два штуцера: один для присоединения к источнику разрежения, второй - к манометру. Измеритель расхода воздуха с краном для регулировки и термометром для определения температуры отсасываемого воздуха устанавливают на воздуховоде между обоймой и источником разрежения. Обойму делают из кровельной стали. В качестве источника разрежения используют, например, бытовой пылесос. Разность создаваемых давлений в помещении и под обоймой измеряют микроманометром.