Новости

Новости

Экспериментальные исследования наружных стен эксплуатируемых зданий


Натурные исследования наружных стен жилых и общественных зданий, теплоизолированных по системе «вентилируемый фасад», выполнены за период с 2001 по 2010 г.г. на эксплуатируемых объектах различной этажности в г. Минске. На выбранных участках кирпичных стен зданий были смонтированы измерительные участки. По высоте вентилируемых прослоек, на поверхностях слоя теплоизоляции и облицовки, по сечению стены устанавливались датчики температур, тепловых потоков, давлений. В процессе исследований выполнялся анализ формирования температурных полей на поверхностях облицовки и стены, распределение температур по сечению стены, измерялись скорости движения воздуха в прослойке, направление и скорость ветра, плотность удельной мощности тепловых потоков, определялись массовые влажности материалов.
Общий вид измерительного участка и монтаж датчиков на стене одного из объектов показан на рис. 9.4.

Измерения на объектах выполнялись в весенний, летний, осенний и зимний периоды года. Производились они с записью показаний на автоматические многоканальные приборы, за периоды с погодными условиями «постоянными» во времени и близкими к условно «стационарным».
Анализ результатов натурных исследований показал, что на аэродинамический и тепловлажностный режимы вентфасадов значительное влияние оказывает тип защитной облицовки и ветровое воздействие. У систем с защитной облицовкой из отдельных панелей с открытыми стыками обнаружено наличие локальных зон с повышенным давлением потока воздуха, которые инициируют возникновение продольной фильтрации в слое теплоизоляции.
В вентфасадах со сплошной облицовкой, локальных зон повышенного давления зафиксировано меньше, а скорость потока воздуха более постоянная. В тоже время, в зданиях в 2...4 этажа были замечены случаи опрокидывания движения воздуха в прослойках и поступление его в них через верхние выходные отверстия. Воздействие же ветра положительно сказывалось на интенсификации вентиляции прослоек.
Измерения скорости воздуха в вентилируемых прослойках, при отсутствии ветра показали, что в большинстве случаев в условиях г. Минска она менее 0,1м/с. При температурах наружного воздуха ниже tн = -10 °C скорость воздуха составляла v = 0,12...0,15м/с и возрастала до 1 м/с при ветровом воздействии на здания.
На ряде объектов движение воздуха в прослойках вообще не было зафиксировано. По результатам анализа распределения температур воздуха по высоте прослоек следует вывод, что в них образуются циркуляционные кольца, препятствующие сквозному прохождению воздуха (рис. 9.5). Причинами возникновения циркуляционных потоков являются неверно принятые размеры входных (выходных) отверстий и ошибки при определении аэродинамического режима прослоек.
Результаты натурных исследований также указывают на значительное расхождение результатов измерений температур воздуха на выходе из прослоек (или в различных сечениях по высоте ВВП) от рассчитанных.

Кронштейны с дюбелями крепления защитного экрана фасадной системы влияют на температурное поле ограждения. Это подтверждается и натурными наблюдениями. На всех экспериментальных объектах датчики температуры, установленные в зазорах между слоями утеплителя и на подоблицовочной конструкции у элементов крепления, показывали более низкую температуру, чем датчики, установленные вдали от теплопроводных включений.
Вскрытие участков стен с вентилируемыми системами утепления после нескольких лет эксплуатации показало, что влажностный режим их, в целом, удовлетворительный. Массовые влажности материалов, в большинстве конструкций, не превышали сорбционные влажности, определённые по изотермам сорбции для относительной влажности воздуха ф = 65...75 %.
Выявить наличие или отсутствие продольной фильтрации воздуха в слое теплоизоляции и в воздушном зазоре между утеплителем и стеной однозначно не удалось. Следует указать, что на объектах были использованы теплоизоляционные материалы с различной защитой поверхности от возникновения фильтрации воздуха. В большинстве случаев это были минераловатные плиты с наружным уплотнённым ветрозащитным слоем, а также укрытием теплоизоляции ветрозащитными плёнками. В то же время исследования выявили, что при ветровом воздействии со скоростями ветра v = 6 м/с и выше существует снижение температур в зазорах между конструктивными слоями и теплоизоляцией напротив стыков плит утепления.
Проведенный комплекс натурных исследований систем теплоизоляции «вентилируемый фасад» на эксплуатируемых объектах различного назначения и этажности, не дал однозначного ответа на ряд вопросов необходимых для выполнения их расчёта. He выявлено влияния подоблицовочной конструкции и элементов крепления слоя теплоизоляции на величину сопротивления теплопередаче стен с «вентилируемым фасадом», влияния шероховатости теплоизоляции и экрана на потери давления при движении воздуха внутри прослоек, а также влияния взаимосвязанных процессов переноса теплоты, влаги и воздуха на тепловлажностный режим стен с фасадными системами теплоизоляции.
Вышеизложенное послужило отправной точкой для дополнительного проведения аналитических и экспериментальных исследований процессов переноса теплоты и массы в ограждающих конструкциях зданий с «вентилируемыми фасадами».