Особенности обследования и оценки технического состояния ограждающих конструкций зданий
В процессе эксплуатации зданий и сооружений нередко требуется проверить теплозащитные качества ограждений, особенно в местах увлажнения и промерзания, чтобы решить вопрос об их утеплении.
Теплотехнические требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям зданий зависят от вида ограждения (стена, покрытие и др.), нормируемых параметров производственной среды (микроклимата), климатических условий района и функционального назначения здания. Целью теплотехнических обследований ограждающих конструкций является выявление их фактических теплозащитных качеств и их соответствия современным нормативным требованиям, которые в последние годы существенно изменились в связи с проблемой экономии и рационального использования энергетических ресурсов.
При определении теплотехнических качеств ограждающих конструкций могут устанавливаться:
- температурные поля на внутренних поверхностях ограждающих конструкций, на участках теплопроводных включений, узлов примыканий внутренних и наружных стен, стыковых соединений с целью выявления зон с пониженной температурой, где возможно образование конденсата на поверхности конструкций;
- характер изменения температурного поля и коэффициент теплотехнической однородности конструкций;
- термическое сопротивление конструкций Rk, м2·°С/Вт, коэффициент теплоотдачи внутренней αв, м2·°С/Вт, и наружной αн, м2·°С/Вт, поверхностей;
- динамика влажностного режима конструкций в разные сезоны года, установление зоны конденсации влаги и степени влагонакопления в холодный период года, определение влажностного состояния стыковых соединений;
- воздухопроницаемость ограждающих конструкций.
Определение воздухопроницаемости ограждающих конструкций
Наиболее уязвимыми местами в отношении герметичности ограждающих конструкций являются стыки между сборными элементами. Поэтому контроль и оценка их производятся в первую очередь в стыках панелей, оконных и дверных заполнений (определяется коэффициент воздухопроницаемости этих элементов).
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 продолжение испытаний на определенном уровне.
Обследование воздухопроницаемости стыковых соединений наружных стеновых панелей производят при помощи приборов типа ИВС-3 или ДСК-3.
По средним значениям расхода воздуха G, кг/м·ч, при разности давлений ΔP, Па, строят график зависимости . По графику находят коэффициент воздухопроницаемости стыка Gc, который определяется расходом воздуха в килограммах через 1 м стыка при ΔP=10 Па.
Для определения воздухопроницаемости оконного заполнения устанавливают обойму, размеры которой должны быть такими, чтобы охватить по периметру всю площадь светопроема. Разрежение под обоймой создают одним или несколькими бытовыми пылесосами. В остальном методика испытаний такая же, как при определении воздухопроницаемости стыков.
Обработка результатов измерений заключается в определении расхода воздуха через площадь окна или через 1 м сопряжения оконного блока со стеной и построении зависимости расхода воздуха от перепада давлений.
Определение влажностного состояния ограждающих конструкций
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
,
где P1 и P2 - масса (вес) пробы соответственно до и после высушивания.
При известной плотности материала γ, кг/м3, объемная влажность Wоб вычисляется по формуле
.
При слоистых конструкциях пробы следует брать из каждого слоя.
В настоящее время разработан диэлектрометрический метод определения влажности строительных материалов, изделий и конструкций. Он основан на корреляционной зависимости диэлектрической проницаемости материала от содержания влаги в нем при положительных температурах.
Измерение влажности производят при помощи электронного влагомера ВСКМ-12 или других влагомеров.
Определение теплозащитных качеств ограждающих конструкций
Теплозащитные качества ограждающих конструкций характеризуются приведенным сопротивлением теплопередаче Ro и термическим сопротивлением Rк.
Наиболее важной физической величиной, характеризующей теплозащитные качества конструкций, является их сопротивление теплопередаче. Основное уравнение теплопередачи имеет вид:
Q=(tв-tн)/Ro
При неизменных условиях теплопередачи удельный тепловой поток, проходящий через любое сечение, перпендикулярное потоку, является постоянным т.е:
q=(τв-τн)/R=(tв-tн)/ Ro
где q— удельный тепловой поток, Вт/м2; tн иtв — температура соответственно наружного и внутреннего воздуха; τн и τв — температура соответственно наружной и внутренней поверхностей стены; Ro— сопротивление теплопередаче для однослойной стены (м2·°С/Вт).
Измеряя величину теплового потока q1, разность температур внутреннего и наружного воздуха Δt и разность температур внутренней и наружной поверхности ограждения Δτ, определяем термическое сопротивление конструкции по формуле
,
где - разность температур внутреннего и наружного воздуха, °С;
- разность температур внутренней и наружной поверхностей ограждения, °С;
q1 - замеренный тепловой поток, Вт/м2·°С/Вт;
R - термическое сопротивление тепломера, м2·°С/Вт.