CC BY
51
строительные материалы и конструкции
Мониторинг эксплуатационных характеристик ограждающих конструкций высотных зданий в натурных условиях
А.А. Верховский, B.C. Ройфе, К.С. Крымов, И.М. Нанасов
НИИСФ РААСН
В общем случае при оценке эксплуатационных качеств ограждающих конструкций высотных зданий в процессе их монтажа в натурных условиях значимыми являются следующие показатели:
• внешний вид и состояние фасадных конструкций;
• воздухопроницаемость стыков ограждающих конструкций при различных перепадах давления;
• водопроницаемость ограждающих конструкций;
• сопротивление теплопередаче центральной части остекления;
• приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачной части;
• распределение температур и тепловых потоков при различных значениях наружной температуры воздуха.
Первые два показателя приведенного перечня далее не рассматриваются, т.к. методики их контроля достаточно хорошо отработаны на практике.
Что же касается теплотехнических характеристик и водопроницаемости ограждающих (фасадных) конструкций высотных зданий, то для определения фактических значений этих показателей в натурных условиях должны быть предложены методики, так или иначе отличающиеся от применяемых в лабораторных условиях.
Ниже рассматриваются такие методики оценки эксплуатационных качеств ограждающих конструкций высотных зданий в процессе их монтажа, разработанные и используемые в натурных условиях на объектах высотного строительства в Москве, обследуемых сотрудниками НИИСФ РААСН.
Методика определения водопроницаемости наружных ограждающих конструкций в натурных условиях
Сущность методики заключается в создании условий, имитирующих дождевое воздействие определенной интенсивности на объект испытаний, обнаружении и фиксации мест протечки воды в этих условиях.
Методика распространяется на наружные ограждающие конструкции (фасадные конструкции и витражи), оконные и дверные блоки (далее — объекты испытаний), изготавливаемые из различных материалов и применяемые в зданиях различного назначения, и устанавливает порядок проведения проверки объектов испытаний на протечку воды в натурных условиях.
Для определения водопроницаемости объектов испытаний по настоящей методике применяются следующие оборудование и устройства:
1. Переносное дождевальное устройство, представляющее собой металлическую гидравлическую
насадку, присоединяемую к гибкому шлангу, снабженную клапаном для регулировки давления воды и форсункой для ее распыления на поверхности объекта испытаний. Дождевальное устройство должно обеспечивать:
• диапазон регулировки давления воды от 0 до 300 кПа;
• пропускную способность (расход воды) до 10 л/мин;
• площадь пролива (при расстоянии от сопла форсунки до поверхности объекта испытаний (300 ± 30) мм) не менее 0,5 м2.
Общая масса насадки (без шланга) не должна превышать 1,5 кг.
2. Термометр для измерения температуры воды с пределами измерения от 0 до плюс 50 оС и погрешностью ± 1оС по ГОСТ 112.
3. Манометр для определения давления воды с пределом измерения до 600 кПа класса 1,5 по ГОСТ 2405.
4. Линейка измерительная металлическая до 1000 мм ± 1мм по ГОСТ 427.
5. Рулетка измерительная до 5 м класса 3 по ГОСТ 7502.
6. Электрический фонарь по ГОСТ 4677.
7. Устройство фотоконтроля (фотоаппарат или фотокамера).
8. Водонепроницаемый костюм по ГОСТ 27643.
Все применяемые средства измерений должны
иметь действующие свидетельства о поверке или сертификаты калибровки.
Перед началом проведения испытаний составляется программа испытаний, в которой определяются конкретные места пролива на объекте и их количество. Подготавливают к работе оборудование, средства измерений и вспомогательные устройства, перечисленные выше, включая проверку их исправности. Гибкий шланг, по которому подается вода к дождевальному устройству, подключают к ближайшему источнику водоснабжения, обеспечивающему требуемое давление 200—240 кПа. Перед испытанием проводят пробное включение аппаратуры и при необходимости корректируют заданное давление воды и расстояние до объекта.
Испытания проводят в дневное время при достаточной освещенности объекта испытаний. Температура окружающего воздуха должна быть не менее плюс 5 оС. Температура воды для пролива должна быть от плюс 6 до плюс 20 оС.
Форсунка дождевального устройства должна располагаться под углом (90 ± 15)° к поверхности объекта испытаний. Давление воды в форсунке должно поддерживаться в пределах 200—240 кПа в течение всего времени испытаний данного объекта.
строительные материалы и конструкции
Во время испытаний не допускается попадание атмосферной влаги на поверхность испытуемого объекта.
Сопло форсунки дождевального устройства располагают на расстоянии (300 ± 30) мм от поверхности выбранного участка объекта испытаний.
Включают подачу воды к дождевальному устройству. Испытание проводят путем непрерывного пролива выбранного участка объекта в течение 5 минут, при этом форсунку перемещают равномерно вперед и назад параллельно поверхности объекта. Испытания проводят на объекте, начиная пролив с нижнего выбранного участка, затем переходят на следующие участки, расположенные выше, и на каждом начинают пролив снизу вверх.
Во время пролива участков наружной поверхности испытуемого объекта необходимо вести наблюдения за его внутренней поверхностью, определяя места протечек воды и отмечая их.
При обнаружении протечек производят фотосъемку обнаруженных мест и делают отметку в протоколе испытаний с указанием места и количества дефектов в испытанном объекте. Если не было обнаружено протечек за 5 минут пролива выбранного участка, следует переходить на следующий участок объекта испытаний .
Ш///////////Ш
га
Рисунок 1. Схема пролива воды на объекте.
Рекомендуемая схема пролива на объекте приведена на рис. 1.
Лица, осуществляющие испытания объектов, должны быть ознакомлены с соответствующими инструкциями по технике безопасности и соблюдать их при проведении испытаний.
Запрещается производить испытания в зоне действия монтажного крана и под захваткой, где идет монтаж.
При проведении испытаний объектов, расположенных выше второго этажа здания, проливка осуществляется с навесных площадок, люлек или телескопических подъемников с использованием страховочных приспособлений.
Результаты испытаний оформляют протоколом испытаний с приложением.
В протоколе указывают:
• наименование испытательного центра (лаборатории) , проводившего(ей) испытания;
• наименование и юридический адрес организации — заказчика испытаний;
• наименование и юридический адрес организации — изготовителя испытываемой продукции;
• наименование испытываемой продукции и нормативного документа, регламентирующего требования к ее водонепроницаемости;
• выводы о соответствии (несоответствии) объекта испытаний требованиям распространяющегося на него нормативного документа.
Протокол испытаний подписывает руководитель испытательного центра (лаборатории) или его заместитель. Подпись заверяется печатью испытательного центра.
В приложении к протоколу указывают дату проведения испытаний и приводят данные результатов испытаний. Приложение к протоколу испытаний подписывает лицо, непосредственно проводившее испытания.
Методика определения теплозащитных качеств светопрозрачных ограждающих конструкций в натурных условиях
Контроль теплозащитных качеств стеклопакетов осуществляется в два этапа.
На втором этапе на выбранных этажах объекта с применением тепловизора определяются участки наружных ограждений, на которых необходимо выполнить выборочные измерения тепловых потоков и температур на внутренних поверхностях стек-лопакетов.
В результате анализа предшествующих результатов тепловизионных измерений в качестве наиболее рациональной методики исследований теплозащитных свойств принята методика сканирования тем-
528 5 2009
строительные материалы и конструкции
пературных полей ограждающих конструкций исследуемой части здания с фиксацией на тепловизионных снимках возможно дефектных участков.
Сканирование заключается в последовательном перемещении оператора с тепловизором вдоль ряда исследуемых ограждающих элементов с одновременным анализом тепловизионной картины с позиций наличия возможных дефектов. Ситуации, вызывающие сомнения, фиксируются на снимках.
Нарушение теплозащитных свойств выявляется путем оценки и сравнения величин тепловых потоков смежных элементов, в число которых входит один реперный элемент, теплозащитные свойства которого не вызывают сомнений. По различиям в величинах тепловых потоков можно сделать вывод о степени нарушения теплозащитных свойств исследуемых элементов.
После компьютерной обработки результатов съемки выбираются фрагменты фасадов, на которых необходимо проведение дополнительных теп-лофизических измерений контактными методами.
Для подтверждения или опровержения в случаях, когда по тепловизионным снимкам нельзя сделать однозначные выводы, выполняется второй этап методики, заключающийся в контактных измерениях температур и тепловых потоков через ограждающие конструкции.
При проведении испытаний используются следующие средства измерения:
• тепловизионная ИК камера TH 9100 производства фирмы «NEC San-ei», Япония; диапазон измерений от —40°С до +500 °С, чувствительность 0,05 0С, погрешность ± 2% во всем диапазоне;
• электронные измерители плотности тепловых потоков ИТП-МГ4.03-10 «Поток», диапазон измерения плотности тепловых потоков от 5 до 999 Вт/м2, предел основной относительной погрешности составляет в диапазоне 10...999 Вт/м2 ±6%, в диапазоне 30.999 Вт/м2 ±5%; диапазон измерения температуры от —30 до +70 оС, предел абсолютной погрешности ± 0,2 оС;
• с целью обеспечения возможности сопоставления результатов, измерения одновременно выполняются на соседних стеклопакетах.
Рисунок 2. Местоположение датчиков теплового потока и температуры на стеклопакетах.
Для исключения воздействия подоконных нагревательных приборов на измеряемые величины датчики располагаются в верхней трети стеклопакетов по высоте.
В качестве примера на рис.2 приведено месторасположение датчиков теплового потока и температуры на смежных стеклопакетах.
Список литературы
1. ГОСТ 26602.2-99 Блоки оконные и дверные. Мето-
ды определения воздухо- и водопроницаемости.
2. ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, ма-
новакуумметры, напоромеры, тягомеры и тя-гонапоромеры. Общие технические условия.
3. ГОСТ 112-78 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия.
4. ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металли-
ческие. Технические условия.
5. ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металли-
ческие. Технические условия.
6. ГОСТ 4677-82 Фонари. Общие технические условия.
7. ГОСТ 27643-88 Костюмы мужские для защиты
от воды. Технические условия.
8. ААМА 501.2-03 Quality Assurance and Diagnostic
Water Leakage Field Check of Installed Storefronts, Curtain Walls, and Sloped Glazing Systems.
