Методика изучения тепло-влажностного состояния конструкций. Измерительные приборы

Традиционные контактные и разрушающие методы изучения тепло-влажностного состояния конструкций здания имеют ограниченную область применения при исследовании церковных зданий. Обусловлено это целым рядом причин:

- ограниченностью возможностей размещения датчиков на поверхности храма ввиду наличия настенных росписей, резного или лепного декора;

- недоступностью участков поверхности для исследований из-за особенностей объемно-планировочного решения;

- большим объемом измерений, необходимых для анализа состояния конструкций.

Для изучения температурно-влажностного режима церковных зданий нами разработан комплекс методов, сочетающий все преимущества как традиционных, так и неразрушающих и дистанционных методов исследования. Изучение температурного режима и влагосодержания конструкций одновременно с исследованием температурно-влажностного режима воздушного объема храма позволяет получить чрезвычайно полезные данные и выработать рекомендации по устранению отрицательного влияния конкретных факторов на определённые участки конструкций.

Разработанный нами комплекс объединяет два неразрушающих метода измерения: тепловизи-онный — для изучения температурных полей на поверхности строительных конструкций и диэлъкометрический — для изучения распределения влажности материала конструкций в тонком слое вблизи поверхности.

Дистанционный метод измерения температурных полей на поверхности конструкций реализуется при помощи тепловизора. Этот прибор представляет собой оптико-электронное устройство, регистрирующее распределение потока теплового излучения поверхности объекта и преобразующее его в черно-белое или цветное изображение на экране видеоконтрольного устройства. Для обследований применяется тепловизор с разрешющей способностью по температуре от 0,1°С до 0,2°С. Используются инфракрасные объективы с различным полем обзора, что позволяет проводить инфракрасную съемку фрагментов с различным геометрическим разрешением. Методика тепловизионных обследований основывается на разработанном в НИИ строительной физики ГОСТе 2662-85 [3].

Тепловизионная съёмка позволяет без ущерба для сооружения быстро обследовать большие объемы и получить качественную и количественную картины распределения температурных полей поверхности. Как известно, температурное поле поверхности содержит обширную информацию о различных неоднородностях самой конструкции: поздние закладки, скрытые трещины, пустоты и т.д. Для наших целей важно прежде всего то, что такое температурное поле характеризует неоднородность теплофизических и влажностных характеристик материала конструкции.

Суть диэлъкометрического метода заключается в создании системы электродов, располагаемых на поверхности строительной конструкции, и измерении ее электрической емкости. Величина ёмкости получаемой системы зависит от плотности и влажности строительных материалов. Эта зависимость проявляется при натурной градуировке в результате сравнения с уровнем влажности образцов, определяемой гравиметрическим методом. Невозможность проведения градуировки в лабораторных условиях обусловлена тем, что в конструкциях церквей часто невозможно выделить однородные зоны. В любом месте под слоем живописи могут находиться и известняк, и плинфа, и кладочный раствор. Невозможно также выполнить требование методики к размерам образцов — 250 х 250 х 100 мм.

Несмотря на все допуски диэлькометрического метода и упрощенной градуировки влагомера, этот метод имеет несомненные преимущества перед термогравиметрическим. Он отличается не только оперативностью и высокой производительностью, но и тем, что для многократных повторных измерений влажности не требуется отбора проб. Благодаря этому поверхности исследуемого участка не наносится никакого вреда. Анализируя полученные при помощи влагомера данные, необходимо помнить, что они имеют значение лишь для изучения относительных временных или пространственных изменений влагосодержания конструкций памятника. При изучении абсолютных значений влагосодержания эти результаты следует сверять с данными, полученными при термогравиметрических измерениях влажности.

Для обеспечения щадящего воздействия на стены церковных зданий с живописью и исключения риска нанесения царапин нами разработан электрод из эластичного неметаллического проводника электрического тока.