Исследование теплотехнической однородности зданий с однослойными ограждающими конструкциями в условиях эксплуатации на Среднем Урале

Сопротивление теплопередаче в лабораторных условиях определяют на образцах, которыми являются целые элементы ограждающих конструкций заводского изготовления или их фрагменты. Порядок отбора образцов для испытаний и их число устанавливают в стандартах или технических условиях на конкретные ограждающие конструкции. При отсутствии в этих документах указаний о числе испытываемых образцов отбирают для испытаний не менее двух однотипных образцов. При испытаниях в климатических камерах стыки, примыкания и другие виды соединения элементов ограждающих конструкций или их фрагментов между собой должны быть выполнены в соответствии с проектным решением.

Основными показателями качества теплоизоляции элементов ограждающих конструкций по СНиП 23‑02, подлежащими контролю в ходе тепловизионного обследования, являются:

при приемке зданий в эксплуатацию

- скрытые дефекты ограждающих конструкций зданий, определяемые по критерию температуры внутренней поверхности ниже допустимой при  расчетных условиях;

при обследованиях, проводимых для заполнения энергетического паспорта эксплуатируемого здания, а также при обследованиях в лабораторных условиях

- термическое сопротивление и сопротивление теплопередаче базового участка элемента ограждающей конструкции,

- коэффициент теплотехнической однородности элемента конструкции,

- приведенное сопротивление теплопередаче элемента.

Для выполнения работ по тепловизионному обследованию зданий и сооружений различного назначения используются современные тепловизионные приборы, сертифицированные  Госстандартом РФ, как измерительные.

При тепловизионном контроле дополнительно используют следующие приборы:

      теpмощуп-теpмометp с диапазоном измерений от –30° до +100° и абсолютной погрешностью не более ±0,5°С;

      измеритель скорости ветра с диапазоном измерений от 0 до 20 м/сек и относительной погрешностью не более ±10%,

      измеритель влажности с диапазоном измерений от 0 до 95 и абсолютной погрешностью не более ±3%,

      измерительную рулетку,

      фотоаппарат.

Все приборы должны иметь диапазон рабочих температур не менее, чем от ‑30 до +50С.

Для определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в лабораторных условиях применяют теплоизолированную климатическую камеру, состоящую из теплого и холодного отсеков, разделенных испытываемой конструкцией. Требования к оборудованию климатической камеры определяются ГОСТ 26254 и ГОСТ 26602.1. Для определения приведенного сопротивления теплопередаче образца размер проема должен соответствовать размеру испытываемых образцов конструкций. Внутренний размер отсеков должен обеспечивать возможность тепловизионной съемки испытываемого образца ограждающей конструкции в нем, т. е. иметь глубину не менее 1,5 м, высоту не менее 2 м. Для проведения измерения сопротивления теплопередаче базового участка ограждающих конструкций контактным методом по ГОСТ 26254, 26602.1 или 31166 в натурных и лабораторных условиях применяют комплект измерительного оборудования, соответствующий требованиям методического ГОСТа. Все измерения следует выполнять приборами, прошедшими регистрацию и имеющими соответствующий сертификат.

Подготовка и проведение обследования.

Перед началом обследования необходимо подробно ознакомиться с проектом ограждающих конструкций. При этом должны быть выяснены конструктивные решения и используемые материалы. Проектные данные должны быть сверены с фактическим исполнением и при необходимости откорректированы. Выбираются помещения, ограждающие конструкции которых обеспечивают требуемое представительство ограждающих конструкций здания в целом. В выбранных помещениях контролируемые поверхности ограждающих конструкций должны быть освобождены от всех предметов, мешающих их съемке, и обеспечен стабильный температурно-влажностный режим не менее чем за трое суток и вплоть до окончания обследования. При натурных обследованиях в летний период устанавливают и включают нагревательные приборы в помещениях, выбранных для проведения обследования и в соседних помещениях, смежных с ним  на этаже, а также в помещениях сверху и снизу (если они имеются над выбранными помещениями). Выбранные образцы ограждающих конструкций обследуются с внутренней стороны. Проводится визуальный осмотр ограждающих конструкций и тепловизионная съемка. Также выполняется тепловизионная съемка фасадов, на которые выходят выбранные помещения. При проведении натурных обследований с целью определения фактического значения приведенного сопротивления теплопередаче элементов ограждения по обзорным термограммам наружной поверхности выбирают образцы требуемых типов ограждающих конструкций для проведения контактных измерений. Отобранные образцы не должны иметь температурные аномалии, т.е. температурных неоднородностей, несвязанных с проектной конструкцией ограждения  и с расположением отопительных приборов.

Места установки тепловизора выбирают так, чтобы поверхность ограждающей конструкции находилась в прямой видимости под углом наблюдения (между нормалью к поверхности и оптической осью прибора) не более 60°.  При тепловизионной съемке светопрозрачных ограждающих конструкций выбирают ракурс, обеспечивающий прямое отражение поверхностью стекла наиболее однородных фонов (например - перекрытия помещения). Если это требование не может быть выполнено для всей поверхности остекления снимаемой светопрозрачной конструкции при съемке с одной точки (с одного ракурса) – проводят съемку с различных ракурсов (с различных точек). Для контроля фона выполняют съемку от стекла поверхностей, отражение которых, наблюдалось в стекле.

Тепловизионная съемка производится при перепаде температур между наружным и внутренним воздухом не менее 10оС, а также при отсутствии атмосферных осадков, тумана, задымленности и прямого солнечного облучения. Обследуемые поверхности должны находиться вне зоны прямого солнечного облучения не менее чем в течение 3 ч. до проведения съемки.

Тепловизионная регистрация температурных полей поверхности ограждающих конструкций должна производиться с учетом излучательной способности обследуемой поверхности.

Тепловизор устанавливают в выбранных точках и в соответствии с инструкцией по его эксплуатации производят съемку поверхности ограждающих конструкций. Одновременно с  тепловизионной съемкой ограждающих конструкций проводят измерения и регистрацию метеоусловий: температуры и влажности воздуха, а при съемке наружной поверхности фасадов – также направления и скорости ветра.

По обзорным термограммам внутренней поверхности образца и с учетом проектного конструктивного решения контролируемого элемента ограждения выбирают базовый участок на нем. За базовый принимают участок, имеющий линейные размеры свыше двух его толщин и равномерное температурное поле, или (при выборе по документации) однородную структуру без каких-либо теплопроводных включений или примыкания.

При обследовании, проводимом с целью определения фактического значения приведенного сопротивления теплопередаче элемента ограждения, выполняют измерение сопротивления теплопередаче базового участка по ГОСТ 26254, 26602.1 или 31166.

По завершении цикла контактных измерений проводят тепловизионную съемку наружной и внутренней поверхностей контролируемых образцов ограждающей конструкции.

Одновременно со съемкой внутренней поверхности проводят измерения температур внутреннего воздуха на расстоянии 100 – 150 мм от внутренней поверхности в средней части каждого простенка наружного ограждения и во внешних углах. По вертикали измерения выполняются на расстоянии 100, 250, 750 и 1500 мм от пола и 100 и 250 мм от потолка. Для помещений высотой более 5000 мм датчики температуры устанавливают по вертикали дополнительно с шагом 1000 мм. Для измерения температуры воздуха у поверхности светопрозрачной ограждающей конструкции на расстоянии 100 - 150 мм от поверхности стекла по вертикальной оси образца устанавливают не менее трех термодатчиков.

2.2.Общая характеристика здания.

Участок  малоэтажной  застройки предназначенный для исследования теплопотерь проектируемых узлов и здания в целом, в границах  которой  располагается  проектируемое жилое здание, расположен в квартале улиц  Суходольской –Хрустальногорской  (Ак.Сахарова)               –Белоцветной–Черемшанской в р.п. Широкая речка в Верх-Исетском районе г.Екатеринбурга. Дом сформирован из шести 2-х этажных жилых блок-секций. Наружные стены выше отм. 0,000 выполнены однослойными, самонесущими из мелкоштучных элементов – твинблоков (ячеистый газобетон), с дальнейшим оштукатуриванием поверхности. Толщина стен 400 мм. Ввод в эксплуатацию. Коэффициент теплопроводности твинблоков в сухом состоянии – 0,147 Вт/моС.

Проектируемый участок малоэтажного строительства граничит:

- с севера – с территорией существующей застройки жилого комплекса индивидуальных домов ЖСК “Монолит”по ул.Черемшанской;

- с востока - с существующей ул.Суходольской;

- с юго-востока  – с  предусмотренным  по  проекту  планировки  участком  общественно-торгового центра переменной этажности;

- с запада – с  участком  застройки  комплекса  индивидуальных  жилых  домов  ЖСК “Широкореченский”по ул.Белоцветной. Проектируемое здание представляет собой блокированный 2-х этажный жилой дом, состоящий из шести индивидуальных блоксекций. Жилая часть расположена на 1, 2 этажах. Техническое  подполье  отсутствует.  Разводка  инженерных  сетей  (водопровода,  канализации, электроснабжения произведена в конструкции пола 1 этажа).

По функциональной пожарной опасности здание принадлежит к классу Ф 1.3.

Степень огнестойкости здания – I .

Класс конструктивной пожарной опасности –СО.

Общее количество жильцов: 4х6=24человека.

Общая высота здания – максимальная 11,75

2.3.Определение теплопотерь ограждающих конструкций с помощью тепловизора.

Цель обследования – контроль качества теплоизоляции ограждающих конструкций здания (стен, окон, витражей, дверей, перекрытий) и выявление дефектов и определения их параметров для оценки качества и соответствия контролируемых объектов требованиям нормативной технической документации.

Тепловизионное обследование здания выполнено в соответствии с требованиями нормативных и методических документов:

РД-13-04-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах»,

ГОСТ 26629-85 «Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций»,

СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника»,

СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»,

ВЕМО 04.00.00.000 ДМ «Методика диагностики и энергетических обследований наружных ограждающих конструкций строительных сооружений тепловизионным бесконтактным методом»,

ГОСТ 26254-84 «Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций».

Применяемое оборудование

Тепловизор Flir B620.

Технические характеристики:

Используемый диапозон измеряемых температур -40до+120 оС

Температурное разрешение

0,1 оС

Точность измерение температуры: 2% или 2 оС

Спектральный диапазон 8-14мкм

Детектор 640х480

Перометр Fluke62

Диапазон измерение температуры: -30..500 оС

Измеритель плотности тепловых потоков ИТП-МГ4 «ПОТОК»

Определяет сопротивление теплопередаче и термическое сопротивление ограждающих конструкций. Условия при которых можно проводить тепловизионную съемку все соблюдены: разница температур наружной и внутренней более 15 градусов, съемку проводим в темное время суток  через 4 часа после солнечного излучения на поверхность, скорость ветра менее 5 м в секунду ,операторы имеют дополнительное образование по тепловизионной съемке и данная организация входит в состав СРО.

Существуют два метода тепловизионной съемки это количественный анализ и качественный анализ.

Цель количественного анализа - определение фактического сопротивления теплопередачи элементов ограждающих конструкций.

При количественном анализе мы установили Электронный измеритель плотности тепловых потоков ИТП – МГ 4.03 «ПОТОК» № 460 на 15 суток, он фиксировал количество тепловых потоков выходящие из внутренней среды помещения на наружу. И по фиксированным данным был произведен расчет сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции. Затем мы сравнивали его с проектным.

Протокол измерения тепловых потоков