Воздухопроницаемость строительных материалов обуславливается наличием в них пор, сообщающихся между собой. Характер воздухопроницаемости выявляется по экспериментальным графикам, построенным на основе измерений весового расхода воздуха Wв, прохо-
дящего при различных перепадах давлений p через данный матери- |
|||||
С |
|
|
|
|
|
ал. Форма зависимости Wв = f( p) определяется структурой материала |
|||||
(рис. 7.1). |
|
|
|
|
|
Wв, кг/ч |
|
|
Рис. 7.1. График зависимости расхода |
||
|
|
|
воздуха Wв от перепада дав- |
||
и |
|
лений p для отдельных воз- |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
духопроницаемых |
материа- |
|
1б |
|
|
лов: 1 материалы с равно- |
|
|
б |
мерной структурой и порами |
|||
|
одинаковых размеров (пено- |
||||
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
бетон); 2 материалы с пора- |
|
|
|
|
ми различных размеров (за- |
||
|
|
4 |
|
||
1а |
3 |
|
сыпки); 3 маловоздухопро- |
||
|
|
|
|
ницаемые материалы (бетон, |
|
|
|
|
|
гипс, дерево); 4 |
влажные |
Количество воздухаАWв, кг/ч, фильтрующегося через материал при ламинарном движении в порах (кривая 1а, 3 рис. 7.1) пропорционально разности давлений на противоположных поверхностях и об-
pmin p, Па материалы.
ратно пропорционально толщине слоя материала (закон Ланга):
где p – разность давлений, Па; Д F – площадь рабочего сечения, м2;
W в i |
p F |
, |
(7.1) |
|
|
||||
|
|
И |
||
|
|
|
– толщина слоя материала, м;
i – коэффициент воздухопроницаемости, кг/(м ч Па).
Коэффициент воздухопроницаемости i характеризует степень воздухопроницаемости материала и численно равен количеству воздуха, кг/ч, которое будет фильтроваться через 1 м2 плоской однородной стенки толщиной 1 м при разности давлений по обе стороны 1 Па.
41
При турбулентном движении воздуха в порах материала (кривая
1б, 2 рис. 7.1) прямой зависимости между Wв и p не сохраняется. Однако для целей практических расчетов формулу (7.1) можно при-
менить и для турбулентного движения, если перепад давления p изменяется в небольших пределах.
На величину воздухопроницаемости большое влияние оказывает влажность (кривая 4 рис. 7.1). Проникновение воздуха через влажный матер ал нач нается только при наличии некоторого минимального давлен я необходимого для преодоления сил поверхностного
|
натяжен я воды, содержащейся в порах. |
|
|
|
||||
|
Значен е коэфф циентов |
воздухопроницаемости некоторых |
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
||
|
строительных матер алов приведены в табл. 7.1. |
Таблица 7.1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
i, |
|
||
|
|
Назван е матер ала |
|
Плотность, |
|
|||
|
|
|
|
|
|
кг/м3 |
кг/(м ч Па) |
|
|
|
пл ты |
|
|
|
1300 |
0,50 |
|
|
Гипсовые |
|
|
|
0,42 |
|
||
|
Бетон |
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
Минеральная вата |
|
|
|
- |
4,27 103 |
|
|
|
Пенобетон автоклавный |
|
|
670 |
5,1 |
|
||
|
Кирпич глиняный о ыкновенный |
|
|
1900 |
4,8 |
|
||
|
|
б |
|
|
|
|
||
|
|
|
А |
|
|
|||
Испытание воздухопроницаемости производится на образцах материалов имеющих толщину не менее 5 см, так как при меньшей толщине на величину i начинаютДоказывать влияние волосяные трещины и различные дефекты изготовления.
Воздухопроницаемость ограждений не всегда соответствует воздухопроницаемости их материалов. Так, например, кирпичная кладка может иметь воздухопроницаемость Ив 400 600 раз больше воздухопроницаемости кирпича. Такое различие объясняется наличием в кладке большого количества щелей, образующихся при неполном заполнении раствором швов кладки. Нанесение на поверхность кладки штукатурки снижает воздухопроницаемость при одном слое штукатурки – в 9 раз, при двух слоях – в 17. Следовательно, главное влияние на воздухопроницаемость кирпичных стен оказывают слои штукатурки.
То же имеет место и у деревянных дощатых обшивок. При малой воздухопроницаемости древесины воздухопроницаемость обшивок оказывается чрезвычайно большой за счет наличия щелей в стыках досок.
42
В расчетах ограждающих конструкций оценка воздухопрони- |
|||||||
цаемости слоев делается по величинам их сопротивления воздухо- |
|||||||
проницанию. Для сплошных слоев материалов, не имеющих щелей |
|||||||
или стыков, сопротивление воздухопроницанию Ru, м2 ч Па/кг, опре- |
|||||||
деляется по формуле: |
|
Ru , |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
(7.2) |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
опрот влен е |
воздухопроницанию |
выражается |
разностью |
||||
давлен й воздуха, при которой через 1 м2 конструктивного слоя |
|||||||
прон кает 1 кг воздуха за единицу времени. |
|
||||||
Расчетные вел ч ны сопротивления воздухопроницанию неко- |
|||||||
С |
|
|
|
|
|
||
торых слоев |
матер алов ограждений приведены в СП 50.13330 1 |
||||||
(табл.*). |
|
|
|
|
|
|
|
Выполнен |
данной |
ла ораторной |
работы позволит познако- |
||||
миться с экспер ментальными методами определения коэффициентов |
|||||||
воздухопронцаемостисопротивления воздухопроницанию различ- |
|||||||
ных стро тельных материалов и сравнить полученные значения с |
|||||||
нормативными величинами. |
|
|
|||||
|
б |
|
|
||||
|
|
|
|
Описание установки |
|
||
Схема лабораторной установки представлены на рис. 7.2. Ис- |
|||||||
следуемый образец (1) помещен в воздухонепроницаемую обойму (3), |
|||||||
которая с помощью шлангов (8) подключена к напоромеру (4) и газо- |
|||||||
|
|
|
А |
|
|||
вому счетчику (5). Для создания и регулирования разности давлений |
|||||||
по обе стороны образца в лабораторной установке используется эле- |
|||||||
тропылесос (6), включенный в сеть переменного тока 220 В через |
|||||||
автотрансформатор (7). |
Д |
||||||
|
|
|
8 |
|
|||
1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
220 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
И |
||
|
|
|
3 |
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 7.2. Схема лабораторной установки: 1 – испытываемый образец; 5 – газо- |
|||||||
вый счетчик ГС 4; 2 – воздухоизолирующий слой; 6 – электропылесос; |
|||||||
3 – металлическая обойма; 7 – лабораторный автотрансформатор; 4 – |
|||||||
напоромер ТНМП-52; 8 – соединительные шланги. |
|
||||||
43
Расход воздуха через образец регулируется изменением питающего напряжения электропылесоса и фиксируется газовым счетчиком.
|
|
оздаваемая разность давлений p измеряется напоромером. |
||||||
|
Продолжительность замера фиксируется секундомером. |
|||||||
|
|
Последовательность выполнения работы |
|
|||||
1. |
Подготовка |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1. |
Вычерт ть в рабочей тетради табл. 7.2. |
|
|||||
и |
|
|
|
|
|
|||
|
1.2. |
помощью рез новой трубки присоединить штуцер напоро- |
||||||
Смера к обойме с сследуемым образцом (рис. 7.2). |
|
|||||||
|
1.3. |
Подсоед н ть о ойму с о разцом к газовому счетчику соглас- |
||||||
|
но схеме ла ораторной установки и проверить правильность |
|||||||
|
|
б |
|
|||||
|
подключен я электропылесоса. |
|
||||||
|
1.4. Подключ ть пылесос к трансформатору согласно схеме лабо- |
|||||||
|
раторной установки (рис. 7.2). |
|
|
|||||
|
1.5. |
Провер ть прав льность с орки всей установки совместно с |
||||||
|
|
|
А |
|
||||
|
преподавателем. |
|
|
|
|
|
||
2. |
Измерение |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1. Включить автотрансформатор в сеть 220 В и установить на- |
|||||||
|
пряжение 25 В. |
|
|
|
|
|
||
|
2.2. Включить пылесос. |
|
|
|
|
|
||
|
2.3. Через 1 2 минуты снять показания газового счетчика n1 и од- |
|||||||
|
новременно включить секундомер. Показания счетчика занести |
|||||||
|
в табл. 7.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4. По истечении 5 минут выключить пылесос. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
2.5. Записать в таблицу показания газосчетчика n2. |
|
||||||
|
2.6. Заменить образец и повторитьДизмерения, начиная с п.1.2. |
|||||||
|
2.7. Выключить автотрансформатор из сети. |
|
||||||
3. |
Обработка результатов измерения |
|
|
|||||
|
3.1. Определить величину перепада давлений p, Па, по обе сторо- |
|||||||
|
ны исследуемого образца по шкале напоромера, и записать в |
|||||||
|
табл. 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2. Определить объемный расход воздуха Wо, м3/ч, через образец: |
|||||||
|
|
|
W о n2 n1 |
/ |
1 |
|
0,012(n2 n1 ), |
(7.3) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1000 |
12 |
|
|
|
|
где n1, n2 – соответственно начальные и конечные показания газосчетчика.
44
|
3.3. Определить весовой расход воздуха Wв, кг/ч, по формуле: |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W в |
W о , |
|
|
|
|
|
|
||||
|
где – плотность воздуха при атмосферном давлении и темпера- |
|||||||||||||||||||
|
|
туре условий эксперимента (воздуха в помещении). |
|
|
||||||||||||||||
|
Плотность воздуха , кг/м3, следует определять по формуле: |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
353,1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
273 t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
3.4. Определ ть коэффициент воздухопроницаемости i, кг/(м ч Па), |
|||||||||||||||||||
|
сследуемого материала: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
сопротивление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
С i |
W в |
, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где – толщ на сследуемого образца, м; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
F – площадь сследуемого |
|
разца, м2. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
3.5. Определ ть |
|
|
|
|
|
|
|
|
воздухопроницанию Ru, Па ч м/кг, |
||||||||||
|
сследуемого о разца: |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ru |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.6. Сравнитьбвычисленные значения сопротивления воздухопро- |
|||||||||||||||||||
|
ницания со значениями другого исследуемого образца и с нор- |
|||||||||||||||||||
|
мативными значениями по прил. 9 1 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
4. Выводы. |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
ч |
|
Показания газосчетчи- |
|
|
|
|
|
|
|
i,ч Па) |
ч |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ка |
|
Па |
|
|
|
|
u Пакг/ |
|
|
||
|
|
Толщина , ц р об м а аз |
Площадь , F р м азца об |
, z замера Время |
|
|
|
|
|
|
|
|
W0, |
|
Wв, |
И |
|
|||
|
Образец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p, |
|
|
|
|
Прим. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м3/ч |
кг/ч |
|
, |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n1, |
n2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45