Содержание к диссертации
Введение
Глава 1.Состояние вопроса 9
1.1. Снижение сроков службы деревянных зданий на Севере 9
1.2. Методы определения биологического повреждения деревянных конструкций 16
1.3. Математическое моделирование биоразрушения древесины 28
Глава 2. Результаты обследований деревянных конструкций на Севере 34
2.1. Влияние климатических условий на биоразрушение 34
2.2. Статистический анализ показателей износа эксплуатируемых конструкций 36
2.3. Ошибки проектирования, строительства и эксплуатации деревянных конструкций 42
2.4. Анализ опыта обеспечения долговечности эксплуатируемых конструкций 50
2.4.1. Проектные решения 50
2.4.2. Конструкционные и химические методы обеспечения долговечности деревянных конструкций 52
2.4.3. Факторы риска и характерные дефекты 58
2.5. Поведение конструкций зданий при разрушении деревянных фундаментов 60
2.6. Экстремальные периоды восстановления деревянных конструкций зданий с накопленными повреждениями 65
Выводы по главе 2 70
Глава 3. Разработка неразрушающего метода определения скрытого биоразрушения деревянных конструкций 72
3.1. Обоснование применения сканирования инфракрасного излучения для дефектоскопии деревянных конструкций 73
3.2. Приборы для исследований 76
3.3. Применение неразрушающего метода для обследований 77
3.3.1. Дефектоскопия с наружной стороны 78
3.3.1.1. Влияние обшивки из сайдинга 78
3.3.1.2. Влияние дефектов и влажности конструкций 80
3.3.1.3. Стены с обшивкой из вагонки 85
3.3.1.4. Оштукатуренные стены 96
3.3.2 Дефектоскопия конструкций в помещениях 100
3.3.3. Инструментальное инициирование тепловых потоков для определения параметров дефектов конструкций 106
3.4. Точечная дефектоскопия конструкций 111
Выводы по 3 главе 113
Глава 4. Математическое описание динамики биоразрушения деревянных конструкций 115
4.1. Математическое описание биоразрушения древесины 115
4.2. Исследования предложенной математической зависимости 119
4.3. Разработка и апробация метода прогнозирования динамики биоразрушения 120
4.3.1. Математическое описание биоразрушения деревянных образцов при полигонных испытаниях 120
4.3.2. Сопоставление данных прогноза с результатами обследований длительно эксплуатируемых конструкций 126
Выводы по 4 главе 137
Основные выводы 139
Литература
- Методы определения биологического повреждения деревянных конструкций
- Анализ опыта обеспечения долговечности эксплуатируемых конструкций
- Применение неразрушающего метода для обследований
- Разработка и апробация метода прогнозирования динамики биоразрушения
Введение к работе
Актуальность работы. Распространенные на Севере деревянные двухэтажные здания при эксплуатации преждевременно выходят из строя вследствие гниения деревянных фундаментов, цокольных перекрытий, стен и других конструкций. Для локализации и ликвидации биоразрушения важно своевременно выявить эти дефекты. В настоящее время отсутствуют методы дефектоскопии для быстрого выявления скрытых участков биоразрушения деревянных конструкций, что затрудняет прогнозирование развития этого процесса при длительной эксплуатации, качественное планирование и выполнение ремонтно-восстановительных мероприятий.
Цель исследования - разработать неразрушающий экспресс-метод выявления скрытых участков биоразрушения деревянных конструкций и методику прогнозирования динамики накопления повреждений при длительной эксплуатации в условиях биологической агрессии.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработан и апробирован неразрушающий метод быстрого определения местоположения скрытых участков биоразрушения деревянных конструкций с помощью сканирования инфракрасного излучения их поверхностью;
разработано и апробировано математическое описание динамики био-разрушения деревянных конструкций;
разработана методика прогнозирования динамики биоразрушения и оценена ее точность с использованием результатов длительных полигонных испытаний образцов и обследований длительно эксплуатируемых натурных конструкций;
- определена закономерность накопления повреждений в конструкциях
деревянных зданий на Севере и экстремальные периоды, когда следует
производить ремонтно-восстановительные мероприятия.
Практическое значение результатов работы:
1. Применение неразрушающего бесконтактного метода дефектоскопии деревянных несущих и ограждающих конструкций путем сплошного сканирования инфракрасного излучения их поверхности позволило быстро определять местоположение и параметры скрытых участков биоразрушения наружных стен, цокольных и чердачных перекрытий жилых зданий в Архангельской области.
Применение неразрушающего метода точечной дефектоскопии с помощью портативного инфракрасного пирометра, удобного для использования при строительной экспертизе, открывает перспективы быстрого инструментального тестирования участков конструкций, где высока вероятность деструкции дереворазрушающими грибами.
Оперативно полученные данные о местоположении и параметрах скрытых участков биоразрушения деревянных стен, цокольных и чердачных перекрытий использованы при планировании, проектировании и производстве ремонта зданий в Архангельске и Северодвинске.
4. Использование разработанного метода прогнозирования динамики био
разрушения деревянных эксплуатируемых конструкций позволяет
своевременно планировать и производить мероприятия по ремонту.
Достоверность результатов работы обеспечена обоснованным использованием современных методов численных исследований, высокоточного испытательного оборудования, результатами экспериментальных исследований несущих и ограждающих деревянных конструкций, длительно эксплуатируемых на Севере.
На защиту выносятся:
неразрушающий бесконтактный метод выявления скрытых участков биоразрушения деревянных конструкций с помощью сплошного сканирования тепловизором инфракрасного излучения их поверхности;
неразрушающий метод точечной дефектоскопии деревянных конструкций с помощью портативного инфракрасного пирометра с лазерной наводкой;
рекомендации по применению указанных методов при обследовании деревянных конструкций;
результаты экспериментальных исследований скрытых участков биоразрушения деревянных конструкций зданий, эксплуатируемых при нормальной и повышенной влажности;
математическое описание динамики биоразрушения деревянных конструкций;
методика и результаты прогнозирования биоразрушения при полигонных испытаниях образцов и натурных конструкций с оценкой точности;
данные об изменении технического состояния деревянных конструкций зданий на Севере и методика определения экстремальных периодов, когда следует ремонтировать конструкции с накопленными повреждениями.
Апробация работы и публикации: Основные результаты диссертационной работы апробированы на 10-й всерос. студ. науч. конф.- Красноярский гос. ун-т. - Красноярск, 2003; совещ. по междунар. проекту «Энергоэффективный деревянный модульный дом для Северо-Запада России», Narvik University College. Department of Building Science - Нарвик, Норвегия, 2007-2009; всерос. науч. конф. студ. и аспир. «Молодые исследователи - регионам» - Вологодский гос. техн. ун-т. - Вологда, 2008; юбилейн. конф. кафедры «Конструкции из дерева и пластмасс» Санкт-Петербургского гос. архит.-строит, ун-та - Санкт-Петербург, 2010.
По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 - в ведущих рецензируемых журналах, определенных ВАК.
Внедрение результатов работы осуществлено в проектной фирме «Архстрой-проект», мэрии г. Архангельска и муниципальном производственном жилищном ремонтно-эксплуатационном предприятии «ПЖРЭП» г. Северодвинска при планировании, проектировании и выполнении ремонтов деревянных зданий.
Личный вклад автора заключается в постановке и реализации задач данной работы, внедрении полученных результатов. Теоретические и экспериментальные разделы включают исследования, выполненные лично автором либо под его руководством.
Внедрение результатов исследований осуществлялось в творческом содружестве со специалистами проектной фирмы «Архстройпроект», мэрий городов Архангельска, Северодвинска и др.
Диссертационная работа выполнена в ОАО «НИЦ «Строительство» с длительными зарубежными стажировками и обучением в ведущих научных центрах Норвегии: Norwegian University of Science and Technology (Trondheim) и Narvik University College (Narvik).
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю -заслуженному деятелю науки Российской Федерации, доктору технических наук, профессору Л.М. Ковальчуку, специалистам, участникам работы и лицам, оказывающим содействие в ее выполнении.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 127 наименований и приложения. Общий объем - 154 стр., в т.ч. 61 рисунок и 10 таблиц.
Методы определения биологического повреждения деревянных конструкций
В богатых лесами северных регионах России основным строительным материалом для домостроения издавна является древесина [21, 43, 46]. Рассмотрим этот вопрос на примере Архангельской области, расположенной на Северо-Западе России, для которой характерен холодный климат. Здесь чаще всего постройки поселений располагали вдоль берегов рек [97, 98], служивших не только источником водоснабжения, рыбного промысла, но и транспортной системой для плавающих средств и заготовленной древесины. До конца 30-х годов прошлого столетия в сельской местности были наиболее распространены индивидуальные одно- двухэтажные дома-дворы на одну семью [43, 46], в которых сблокированы жилая секция и хозяйственная: кладовые, скотный двор, сеновал, мастерские и прочие помещения. Это обеспечивало энергоэффективность и эргономичность жилья в холодном климате.
Лучшими для застройки являлись сухие места с плотным грунтом. В качестве фундамента часто использовали большие камни, которые устанавливали без заглубления. Срубы домов выполняли из толстых еловых, сосновых либо лиственничных бревен, соединенных нагелями.
Древесину для домостроения тщательно выбирали заранее, часто ещё в лесу, индивидуально «на корню». Заготовку осуществляли преимущественно зимой, что исключало поражение древесины плесневыми, дерево-окрашивающими и дереворазрушающими грибами на стадии ее заготовки. После окорки брёвна, как правило, длительное время сушили под навесом, что предотвращало образование усушечных трещин при неравномерном воздействии солнечных лучей (на одну сторону бревна).
Рубили дома плотники с использованием «черты» для разметки границ выборки пазов, предназначенных для сопряжения бревен разного диаметра (имеющих природную конусную форму с изменяющимся по длине поперечным сечением). Эта работа - трудоемкая, и качество домов полностью зависело от квалификации плотников. За многие столетия использования древесины в качестве строительного материала разработано и освоено множество различных узлов сопряжения конструктивных элементов [34], а также конструктивных решений деревянных зданий и сооружений с рациональным использованием различных природных аномалий растущих деревьев: косослойных («со свинченными вдоль продольной оси волокнами») [74], с большой кренью около корня (такие бревна использовали в качестве декоративных элементов при устройстве крыш) и др.
Накопление повреждений древесины в объектах деревянного зодчества изучали специалисты Сенежской лаборатории защиты древесины под руководством профессора С.Н. Горшина [29], лаборатории защиты древесины Центрального научно-исследовательского института механической обработки древесины [74] и др. Систематическая работа в этом направлении проводится в Республике Карелия В.А. Козловым, М.В. Кистерной [35, 69, 86]. В последние годы больше внимания стали уделять сохранению деревянной архитектуры в местах исторической застройки [116].
В периоды развития городов здания приходилось строить на свободных местах, в том числе со слабыми торфяными грунтами. Например, г. Архангельск, длительное время являвшийся единственным крупным портом России, основан в 1584 г. на заболоченных берегах реки Северная Двина, впадающей в Белое море (бассейн Северного Ледовитого океана) [19, 24, 50]. Строительство его на заторфованной территории длительное время было основано на применении деревянных стульев либо свай-стоек [66, 122]. Даже в каменных зданиях увеличение несущей способности фундаментов достигали за счет опирання заглубленной бутовой кладки на деревянные сваи, лежни, распределительные пластины. Непременным условием обеспечения долговечности деревянных элементов таких фундаментов являлось полное круглогодичное водонасыщение грунтов ниже бутовой (бетонной) подошвы [122]. С 1930-х годов фундаменты на деревянных стульях стали применять реже, поскольку городское строительство стало расширяться на территории с толстым слоем торфа. Появление копров с электрическим приводом способствовало развитию свайных фундаментов. Длину и шаг свай, метод их заглубления назначали, исходя из планировочных решений здания, характеристик основания и проектных нагрузок. При нагрузках на несущие стены 7-9 т/м деревянные сваи-стойки обычно забивали с шагом 1,2-1,8 м. Кирпичные печи возводили на отдельных фундаментах в виде кустов деревянных свай (4 шт.), не связанных с несущим срубом здания. Сваи забивали либо вдавливали в грунт минерального дна на глубину не менее одного метра. На оголовке каждой сваи устраивали шип, с помощью которого их объединяли по верху деревянными балками (ростверком), совмещающим функцию окладного венца несущего сруба [122].
В период индустриализации с 1930-х годов в северных лесных регионах развивалось лесопиление. На первое место по объемам деревянного домостроения вышли двухэтажные многоквартирные дома со срубами из двух-либо четырехкантного бруса, чаще всего имевшего сечение 150x150 мм. Здания возводили вручную непосредственно на строительной площадке. Поскольку стыки четырехкантного бруса выполнять гораздо проще, то были исключены операции разметки бревен с помощью «черты», трудоемкая выборка переменных по ширине и глубине пазов в бревнах конической формы, вырубание полукруглых чаш для угловых сопряжений. Это значительно сократило продолжительность обучения рабочих кадров. Строительство деревянных домов можно вести в любое время года без дорогостоящих мероприятий на обогрев по технологическим требованиям, что, например, необходимо для твердения монолитного бетона.
Анализ опыта обеспечения долговечности эксплуатируемых конструкций
Анализ данных, приведённых на рисунке 2.5, свидетельствует о том, что в Архангельске эксплуатируется большое количество конструкций с недопустимыми биоповреждениями (рисунок 2.6). В зданиях с недопустимыми дефектами проживает много людей. Большое количество нового жилья быстро не построить, поскольку строительство в г. Архангельске ведут на толстом слое торфа. Без специальной сваебойной дорогостоящей техники их не возвести. Из-за холодного климата стены имеют большую толщину или сложную многослойную конструкцию, включающую дорогостоящие утеплители. Срок службы инженерных коммуникаций, проложенных в водонасыщенном торфяном грунте, из-за повышенной коррозии трубопроводов и деструкции их защитных оболочек в несколько раз ниже, чем при благоприятных грунтовых условиях. Расходы на энергоснабжение при строительстве и эксплуатации зданий на севере гораздо выше, чем в более южных регионах. Перечисленные факторы значительно удорожают строительство и эксплуатацию зданий в Архангельске и делают их не конкурентоспособными по сравнению со строительством и эксплуатацией аналогичных по назначению построек в более благоприятных климатических и грунтовых условиях.
По данным территориального органа Росстата, в 2008 году в г. Архангельске введено в эксплуатацию 120,4216 тыс.кв.м. общей площади жилья, в том числе 6,668 тыс. м2 общей площади профинансировано мэрией. В целом по Архангельской области в 2008 году введено 24,119 тыс. м социального жилья. Таким образом, в г. Архангельске [83, 101] проблему ветхих деревянных жилых зданий быстро не решить. Актуальность этой проблемы ежегодно обостряется из-за интенсивного биоразрушения деревянных конструкций. Поэтому при соответствующем технико-экономическое обосновании целесообразно производить их ремонт, чтобы обеспечить требуемую надежность [10, 12, 15].
На решение этой проблемы государство выделило на первом этапе 240 млрд. руб. на 84 субъекта федерации. Первой субсидию в 1 млрд. руб. получила Челябинская область, затем в марте 2008 г. - Татарстан, Мордовия, Томская, Тамбовская, Кемеровская, Нижегородская, Воронежская, Ростовская, Костромская, Самарская, Липецкая, Белгородская и Саратовская области. Для получения субсидии необходимо, чтобы были соблюдены следующие условия, регламентированные Федеральным законом от 21.07.2007г., № 185-ФЗ: - в муниципальном управлении должно находиться не более 25 % жилья, - в управлении в форме товариществ собственников жилья (ТСЖ) должно находиться не менее 5 % жилья, - 50 % домов должны обслуживать частные управляющие компании, выбранные собственниками помещений на общих собраниях; - принять общими собраниями решения о проведении капитального ремонта и о софинансировании собственниками 5 % расходов, составить сметную документацию, получить по ней заключение государственной экспертизы; - в заявке на получение субсидий должны быть указаны не менее двух муниципальных образований, с численностью населения не менее 25 % общей численности населения субъекта РФ.
В 2007 г. указанным требованиям не соответствовали многие муниципальные образования Архангельской области, поэтому субсидий не выделили. В настоящее время все условия для софинансирования соблюдены.
В наиболее жестких условиях биологической агрессии и переменных температурно-влажностных воздействий, обусловленных преимущественно по-годно-климатическими факторами, находятся деревянные сваи и фундаментные стулья, непосредственно контактирующие с грунтом. Рассмотрим характерные дефекты деревянных фундаментов, длительно эксплуатируемых в Архангельской области, используя результаты натурных обследований малоэтажных многоквартирных зданий.
В процессе биоразрушения деревянных свай (либо фундаментных стульев) площадь их эффективного поперечного сечения уменьшается, в результате чего они не могут воспринимать проектную эксплуатационную нагрузку (рис. 2.7, 2.8). Характерная биологическая деструкция верхней части свай со смятием древесины вдоль волокон показана на рис. 2.9.
При проектировании размеры поперечного сечения и длину свай принимают по результатам расчета в соответствии с особенностями объекта. При этом влажность древесины, используемой для изготовления свай, не ограничивается. На Севере для их производства преимущественно применяют лиственницу и сосну.
Нормативная продолжительность эксплуатации деревянных свай, использованных при строительстве жилых зданий в Архангельской области, составляла 15 лет [2]. Замена деструктированных деревянных свай (рис. 2.7, 2.8) либо стульев под всем зданием является трудоемкой и дорогостоящей технологической операцией и осуществляется при условии временного переселения жильцов в маневренный фонд.
Анализ опыта капитальных ремонтов [31] деревянных двухэтажных многоквартирных зданий в Архангельской области показал, что до переселения жильцов часто сначала последовательно производили замену свай под хорошо доступными для производства работ наружными стенами
Применение неразрушающего метода для обследований
В советское время при низкой стоимости труда и дешевой цене на древесину капитальный ремонт поврежденных биологической деструкцией конструкций зданий признавали экономически целесообразным. Однако в период перестройки экономики в России цены на древесину быстро выросли до уровня мировых. В последние годы в России наблюдается рост доли трудозатрат в себестоимости готовой продукции (пока этот показатель значительно ниже, чем в развитых странах мира). По указанным причинам здания рассматриваемой конструкции по эксплуатационным затратам стали не конкурентоспособными.
При принятии решения, как правило, учитывают, что здания рассматриваемой конструкции построены несколько десятилетий назад и не соответствуют современным требованиям энергоэффективности, комфортности, трудосбережения. Их наружные стены по теплоизоляционным свойствам не соответствуют действующим строительным нормам. Результаты натурных обследований свидетельствуют о том, что не всегда обеспечен требуемый уровень защиты от увлажнения древесины в туалетах, а также в ванных комнатах (там, где они имеются). Очень распространенным недостатком таких зданий является отсутствие эффективной приточно-вытяжной вентиляции, имеющей важное значение не только для обеспечения соответствующего качества воздуха в помеще 69 ниях, но и для предотвращения гниения деревянных конструкций. Из-за высоких порогов, узких коридоров и дверных проемов, большого количества ступеней во входных узлах жильцы с ограниченной мобильностью не могут самостоятельно перемещаться на колясках в деревянных двухэтажных многоквартирных зданиях. Это не соответствует современным строительным нормам, а также положениям Европейской Социальной Хартии, подписанной от имени Российской Федерации в 2000 г. и ратифицированной в 2009 г. Поэтому, несмотря на то, что после 45 лет эксплуатации наблюдается снижение интегрального ресурса деревянных конструкций рассматриваемых двухэтажных зданий (рис. 2.13), во многих случаях капитальный ремонт их не производят.
Положение точки перегиба на оси абсцисс свидетельствует о необходимости принятия решения о восстановлении конструкций в данный период эксплуатации деревянного здания. Точку перегиба можно определить по второй производной полученного уравнения (2.2).
Из уравнения (2.6) вычисляем, что точка перегиба для рассматриваемой выборки деревянных малоэтажных зданий, в т.ч. отремонтированных в разные периоды времени, наблюдается после 36,3 лет их эксплуатации.
Восстановление деревянных конструкций жилого здания обычно производится по данным технико-экономического обоснования выполнения таких работ, которое осуществляют на основе результатов их натурного обследования.
Своевременное восстановление деревянных конструкций здания позволяет увеличить срок его эксплуатации. Для своевременного планирования и выполнения указанных работ необходимо иметь возможность прогнозировать динамику биоразрушения конструкций в процессе длительной эксплуатации. Выводы по главе 2
На основании анализа результатов обследований деревянных конструкций в процессе эксплуатации на Севере можно сделать следующие выводы:
1. На основании статистического анализа данных обобщенных показателей физического износа 280 деревянных двухэтажных жилых зданий, длительно эксплуатируемых на Севере в городских условиях, определены экстремальные периоды, когда следует принимать решение о восстановлении конструкций с накопленными биоразрушениями, либо о сносе здания.
2. При несвоевременном принятии решений о капитальном ремонте либо сносе зданий с поврежденными конструкциями возможно их обрушения с подгнивших деревянных фундаментов. При этом, как правило, наибольшие повреждения получают цокольные перекрытия с полами и кирпичные печи с высокими трубами. Благодаря специфической работе срубов на нагельных соединениях при экстремальной нагрузке остальные конструкции не получают значительных повреждений от удара о грунт и последующего кардинального нарушения проектной схемы опирання срубов.
3. Для прогноза динамики биоразрушения деревянных конструкций в процессе длительной эксплуатации и своевременного принятия решений необходимо разработать приемлемое для практики корректное математическое описание этого процесса во времени.
4. Анализ архивных данных показал, что при строительстве малоэтажных многоквартирных зданий в холодном климате в 30-40-х годах прошлого столетия рационально использовали конструкционные и химические методы обеспечения долговечности деревянных конструкций, осуществляли строгий контроль качества используемых материалов, производственных процессов и готовых конструкций.
5. При устройстве фундаментов обычно конструктивно устанавливали дополнительные сваи (либо фундаментные стулья), например в узлах пересечении стен и т.п. В рассмотренном нами случае за счет увеличения поперечного сечения свай и их количества несущая способность деревянного свайного фундамента фактически была увеличена на 6,73 %.
6. Реконструкция зданий с устройством горячего водоснабжения, ванных комнат, систем газоснабжения, которые не были предусмотрены первоначальным проектом, привела к изменению температурно-влажностных условий эксплуатации конструкций. Сведения об одновременной кардинальной реконструкции систем вентиляции отсутствуют. Изменения способствовали развитию дереворазру-шающих грибов в помещениях с влажными условиями эксплуатации и их распространению.
Разработка и апробация метода прогнозирования динамики биоразрушения
При наличии на стенах здания наружной обшивки из сайдинга (3.3.1) тепловизионную съёмку производили внутри помещения с помощью тепловизора модели AGEMA Thermovision 450/470 PRO. Известно, что обычно в отапливаемом помещении давление воздуха выше, чем на улице. Поэтому при эксплуатации отапливаемого здания в нормальном режиме миграция воздуха и теплоперенос осуществляется от внутренней стороны стены в сторону наружной. По аналогичной схеме происходит инфильтрация воздуха через все ограждающие конструкции.
Исключение составляют: - период воздействия сильного ветра, когда под его давлением указанное направление движения воздуха и тепла в стенах, расположенных со стороны ветра, может меняться на противоположное; - жаркая погода, при которой температура наружного воздуха значительно выше, чем в помещении.
По указанным причинам при малом различии температуры в помещении и на улице целесообразно развернуть поток воздуха, проходящего через дефектное место, на противоположное направление. Для этого до начала тепло-визионной съемки из помещения необходимо частично выкачать воздух. Эту технологическую операцию выполняли с помощью специального центробежного насоса. Окно герметично заделывали мембраной с круглым отверстием, в которое вставляли выходную трубу, присоединенную к насосу.
Отработку предлагаемой методики производили зимой 2008-2009 г. при испытаниях в эксплуатируемом двухэтажном деревянном здании, срубленном из четырёхкантного бруса в 1940 г.
Методика экспериментальных исследований предусматривала, чтобы за сутки до начала производства замеров в помещении, где должны выполняться тепловизионные исследования, от стен отодвинули все предметы. Благодаря этому на стенах не формировались «теневые» участки с пониженной температурой (по сравнению с открытыми поверхностями, свободно обогреваемыми потоками теплого воздуха эксплуатируемой системы отопления). Для герметизации вентиляционных отверстий, стыков в притворах дверей и окон использовали специальную клейкую ленту. Технологические операции подготовительных работ, выполнявшихся перед проведением тепловизионных исследований с использованием понижения давления воздуха, проиллюстрированы на рис. 3.35. Обследованное помещение кухни расположено на первом этаже.
Инициированное (путем создания частичного вакуума) поступление холодного воздуха в помещение через дефектные участки сканировали с помощью тепловизора. На его мониторе можно визуально фиксировать теплые потоки в цветном изображении, движущиеся через дефектные участки наружных стен. Для расшифровки термограмм использовали программу
IRWIN, выбирая температурную шкалу с цветовым кодом, соответствующим определенной температуре. Чёрный цвет располагался на участках, где температура равна или ниже минимального значения на используемой шкале; абсолютно белый цвет там, где температура равна или выше максимального значения на шкале.
Герметизация вентиляционного отверстия (а, б), дверей (в) и окна (г) в помещении перед понижением давления. Вздутие плёнки в отверстии и оконном проеме при понижении давления в помещении (б, г). Общий вид герметизации оконного проёма с центробежным воздушным насосом для выкачивания
При тепловизионной съёмке снаружи тепловые выделения стен в зависимости от интенсивности имели желтый, оранжевый, красный или бордовый цвет. При тепловизионной съёмке внутри помещений холодные участки стен имели голубой, зеленый, синий, фиолетовый или чёрный цвет (при наиболее низкой температуре внутренней поверхности). Количественные показатели температуры на поверхностях определяли при компьютерной обработке результатов исследований. Термограммы состояли из 14 000 точек с 255 оттенками цветов.
Рассмотрим результаты исследований стен помещения, обитых гипсо-картонными листами и оклеенных обоями. Листы закреплены на деревянных направляющих, которые плотно примыкают к стенам. Между наружной стеной и гипсокартонным листом в промежутке между соседними направляющими находится воздушная прослойка. Снимок поля инфракрасного излучения (слева) и обычный фотоснимок (слева) рассматриваемого участка после создания разряжения воздуха в обследованном помещении показан на рис. 3.36.
На обычном фотоснимке (3.36 б) никаких дефектов наружной стены здания на участке справа от окна не видно. На инфракрасном снимке (3.36 а) просматриваются деревянные элементы каркаса, к которым вплотную прижат лист гипсокартона (имеют желтый цвет). Горячий трубопровод системы теплоснабжения, идущий внизу, на термограмме имеет белый цвет. Пространство между деревянными элементами каркаса имеет более темный оранжевый, а местами даже фиолетовый цвет (температурный минимум в данном случае в точке №3 составляет +17,9С), что свидетельствует о его пониженной температуре. Причиной этого является то, что в пространство между листом гипсокартона и наружной деревянной рубленой стеной с улицы поступает холодный воздух. Это свидетельствует о том, что в наружной стене имеется дефект.
Детальное обследование рассматриваемой стены с наружной стороны со вскрытием обшивки из сайдинга показало, что причиной теп лопотерь в данном случае является некачественная конопатка стыков бруса в конструкции сруба (рис. 3.37).
