Мониторинг эксплуатационных характеристик ограждающих конструкций высотных зданий в натурных условиях

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.