На стадии проектирования зданий теплотехнические показатели новых видов ограждающих конструкций определяют по ГОСТ 26254—84 в лабораторных условиях с помощью климатических камер, используя характерные объемные фрагменты зданий, а также плоские ограждающие конструкции в натуральную величину или их характерные элементы.
Климатическая камера для определения теплотехнических показателей плоских ограждающих конструкций состоит из теплоизолированного объема, разделенного испытываемой конструкцией на холодный и теплый отсеки (рис. V. l, а).
При испытаниях характерных объемных фрагментов или малогабаритных (например, мобильных) зданий используют климатиче
ские камеры, в которых весь не занятый зданием объем представляет собой холодное отделение, а роль теплого отсека выполняет пространство внутри здания (рис. V.1, б).
Для испытания характерных малогабаритных фрагментов и конструктивных элементов используют малогабаритные климатические камеры (рис. V.1, в) у состоящие из стационарного холодного, в проем которого с помощью переходной диафрагмы монтируется испытываемый элемент, и приставного теплого отсеков, где задаются расчетные параметры воздуха помещений.
Расчетные зимние условия, имитируемые при испытаниях: температура наружного воздуха — в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01-82 и показателя тепловой инерции ограждения, определяемого по СНиП II-3-79 *;
Средние коэффициенты теплообмена для наружных и внутренних поверхностей испытываемого ограждения согласно СНиП II-3-79 *;
Рис. V. I. Схема расстановки оборудования, обеспечивающего расчетные параметры воздуха в климатических камерах для испытаний плоских (а), объемных (б), Конструкций и их фрагментов (в): 1 — экранированные нагревающие и увлажняющие устройства: 2 — испытываемая конструкция; 3— воздухоохладитель с вентилятором; 4 — рассольные батареи; 5 — утепленный экран; € — вентиляторы; 7 — диффузоры; 8 — регуляторы температуры; 9 — теплоизоляция камеры; 10 — ворота с герметичными дверями; 11 — клапан регулировки распределения воздуха (верхний и нижний); 12 — емкость с раствором соли; 13 — приставной теплый отсек; 14 — Переходная диафрагма. |
А |
Средние скорости движения воздуха у поверхностей испытываемого ограждения — исходя из соблюдения расчетных коэффициентов теплообмена по СНиП II-3-79 *;
Температура и влажность внутреннего воздуха — по нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, для которых предназначена испытываемая конструкция (см. табл. 1.1...1.9).
Расчетную скорость у наружной поверхности ограждения определяют исходя из обеспечения расчетного коэффициента теплообмена, нормируемого СНиП ІІ-3-79 *. Для этого определяют коэффициент конвективного теплообмена по соотношению
Ак = а и —схл, (V.12)
Где ал — коэффициент лучистого теплообмена, определяемый по зависимости [54]
(V13)
Где Тн, tn — температура соответственно наружной поверхности конструкций и наружного воздуха, °К.
По ак рассчитывают скорость движения воздуха v. СНиП 11-3-79 *
(V.14)
Указанное значение скорости движения воздуха должно обеспечиваться не менее чем на 0,8 площади испытываемого ограждения. В процессе испытания измеряют следующие параметры: температуру внутренних и наружных поверхностей и воздуха, тепловые потоки через ограждения, влагосодержание материалов ограждающих конструкций.
При отсутствии исчерпывающих данных о конструктивном решении испытываемого ограждения или фрагмента, а также для выявления возможных дефектов перед установкой датчиков на смонтированное в камере ограждение (фрагмент), создают разность температуры на его поверхностях и проводят термографирование внутренней поверхности для выявления и оценки термической неоднородности испытываемой конструкции. Для этих целей применяют радиационные методы измерения температуры [25].
При отсутствии приборов тепловизионного или радиационного контроля для установления неравномерности температурного поля конструкций пользуются термощупом. После выявления количества и размеров термически однородных зон расставляют датчики на поверхностях конструкции. На каждую характерную термически однородную зону устанавливают такое количество тер мода тчи ков, которое при принятой обеспеченности результатов дает достоверность осредненного значения измеряемого параметра. При обеспеченности результатов 0,95 и соблюдении условия сопоставимости случайной и систематической погрешностей, при определении средних значений температуры на внутреннюю и наружную поверхности характерных термически однородных зон устанавливают 12... 14 термопар. На всю поверхность ограждения — не менее 40 термопар [26].
При измерении температуры поверхности ограждающей конструкции контактным методом погрешность при правильном выборе измерительной схемы [33] в основном определяется теплооттоком (притоком) по электродам датчика. Она зависит от геометрических размеров и конфигурации термоэлектродов и исследуемого тела, коэффициентов теплопроводности электродов, условий теплообмена датчика со средой. Крепление электродов на изотермической поверхности на длину, равную 50 их радиусов и больше, обеспечивает относительную погрешность измерений, обусловленную теплопроводностью термоэлектродов, не превышающую 1 % истинного значения температуры.
Плотность тепловых потоков измеряют с помощью малогабаритных датчиков, соответствующих ГОСТ 25380—82. На поверхность каждой характерной термически однородной зоны устанавливают не менее 2 малогабаритных датчиков теплового потока. Для измерения температуры внутреннего и наружного воздуха термопары устанавливают на расстоянии 0,1 м от поверхности равномерно по площади испытываемого ограждения.
Относительную влажность воздуха в отсеках измеряют непрерывно с помощью гигрографов или дистанционных измерителей влажности, устанавливаемых в центрах отсеков.
В основу работы дистанционной системы измерения влажности и температуры воздуха положены мостовые схемы (рис. V.2). Плечом температурного моста является медный термометр сопротивления соответствующего датчика. Измерение относительной влажности воздуха основано на принципе электрического волосяного гигрометра с дистанционной передачей его показаний посредством
проволочного реостата, являющегося рабочим плечом моста влажности.
Влажность материалов ограждающих конструкций и характер распределения влаги в их толще определяют методом проб (весовым) или установкой диэлькометрических [38] или кондуктометри - ческих [34] датчиков по сечению конструкции.
Соответствие имитируемых расчетных режимов в отсеках климатической камеры требованиям нормативных документов опреде-
Блон питания$ |
Гальванометр |
Гальванометр |
Є § £ S є S Qj 5c t |
Измерение |
-Ш - —T%~H- - ОГН |
Й о |
Рис. V.2. Принципиальная схема системы дистанционного измерения влажности
И температуры воздуха: Д-1 ... Д-10—датчики влажности и температуры; Щ—термометры сопротивления; /?ф— волосяная гитара с проволочным реостатом; Ri...Ru — постоянные сопротивления.
Ляют с помощью специальной инвентарной стенки, устанавливаемой на место испытываемой конструкции. Инвентарной стенкой служит термически однородная плоская конструкция на проем климатической камеры с термическим сопротивлением теплопередаче около 1 м2-К/Вт.
Для определения теплотехнических показателей в камере создают стационарный режим теплопередачи через испытываемый фрагмент. Продолжительность испытания при одном режиме определяют по формуле
2 = гН. к + гс. п + гизм, (V. 15)
Где 2Н. к — время установления в отсеках климатической камеры расчетных параметров воздуха (определяется видом, мощностью обо
рудования, имитирующего температурно-влажностные условия в теплом и холодном отсеках); zc. n — время установления стационарного теплового потока, проходящего через испытываемое ограждение, зависит от тепловой инерции ограждающей конструкции. Ориентировочно принимают:
D... До 1,5 >1,5...4 >.4...7 >7
Z [5]Е. п, ч... 20 50 100 Не менее 200
2изм — время проведения необходимого количества измерений.
2ИЗм в формуле (V.15) определяют количеством приборов, измеряющих необходимые для определения сопротивления теплопередаче параметры, и количеством измерений каждого параметра при установившемся стационарном потоке, при подключении измерительной аппаратуры к системе автоматического сбора и обработки экспериментальных данных [1] или при дискретном проведении измерений 2:ИЗм~5...7 ч.
Обработке подлежат значения параметров, соответствующие установившемуся стационарному режиму теплопередачи через испытываемое ограждение.
Грубые погрешности определяют проверкой результатов по критерию В. И. Романовского dk (табл. V.1), основанному на распре-
Та блиц a V. I. Критерий В. И. Романовского dk для различного числа измерений п и вероятности pk [33]
|
Делении Стьюдента. Для этого определяют для ряда наблюдений от Х до Хп среднее арифметическое значение хп и оценивают среднеквадратичное отклонение а. Затем, исходя из принятой обеспеченности результатов р, задаются такой вероятностью р*=1—р, при которой разность хп+—хп не должна превышать некоторое допускаемое значение єй, определяемое по формуле [33]
Ek = dko. (V.16)
Если Bk<zxn+l—хп, то наблюдение хп+ подлежит исключению из ряда как не заслуживающее доверия.
Для термически неоднородных ограждающих конструкций рассчитывают приведенную температуру внутренней поверхности по формуле
(V17>
/=1 t=1 7
Где т„.. — средняя температура в і-й точке /-й термически однородной зоны; fj — доля площади /-й термической однородной зоны от общей площади внутренней поверхности ограждающей конструкции; N — количество термически однородных зон; п — количество термопар, расставленных на внутренней поверхности однородной зоны (12...14).
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяют по формуле
(VJ8)
V В В / в
При проведении испытаний объемных фрагментов или элементов зданий, а также малогабаритных зданий (целиком) в климатических камерах можно учесть характерные особенности теплообмена, которые наблюдают в процессе эксплуатации (реальные геометрические размеры ограждений со всеми элементами их каркаса и узлов сопряжений, фильтрации воздуха через стыки, особенностей лучистого теплообмена внутри помещения, движения внутреннего и наружного воздуха вблизи поверхностей ограждений).
При обработке результатов подобных испытаний необходимо оценивать коэффициент теплообмена ав, значение которого может отличаться от принятого в СНиП II-3-79 *. Эту характеристику находят по формуле
N п
£ I Wfl
- ■ (V-19)
В В
Где q, i — тепловой поток через і-ю область у-й термически однородной зоны.
Метод определения сопротивления воздухопроницанию заключается в том, что через образец конструкции или ее характерный фрагмент, расположенный в рабочем положении, пропускают поток воздуха и после установления стационарного режима измеряют расход фильтрующегося через образец воздуха и разность давлений на его противоположных поверхностях. Порядок отбора образцов, подготовка их к испытаниям и проведению испытаний — по ГОСТ 25891—83. Схема установки для проведения испытаний воздухопроницаемости в лабораторных условиях приведена в ГОСТ 25891— 83. По результатам испытаний составляют мотивированное заключение о возможности строительства здания с новым конструктивным решением в данном районе, указывают строительно-климатические зоны и подзоны, в которых возможна эксплуатация, а при необходимости разрабатывают предложения по повышению теплозащитных качеств ограждающих конструкций, которые проверяют экспериментальным или расчетным путем по описанным выше методикам.
Оставить комментарий