Статьи

ГОСТ 26253-84

УДК 624.01.001.4:006.354 Группа Ж39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Метод определения теплоустойчивости

ограждающих конструкций

Buildings and structures. Method for

determining the building structure ability

to maintain a relatively constant temperature

of its inside surface under cycling thermal

influence

Дата введения 1985-01-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 27 июля 1984 г. N 121

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 1987 г.

Настоящий стандарт распространяется на жилые, общественные и производственные здания с нормируемой температурой воздуха помещений и устанавливает метод определения теплоустойчивости сплошных и с замкнутыми воздушными прослойками наружных ограждающих конструкций строящихся и эксплуатируемых зданий.

Стандарт не распространяется на светопрозрачные ограждающие конструкции.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Теплоустойчивость ограждающей конструкции - способность сохранять относительное постоянство температуры на поверхности, обращенной в помещение, при периодических тепловых воздействиях.

1.2. Метод определения теплоустойчивости ограждающей конструкции основан на нахождении амплитуды колебаний температуры на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

1.3. Теплоустойчивость ограждающих конструкций зданий определяют по результатам натурных теплотехнических испытаний в летний период.

1.4. Испытания проводят в помещениях зданий, расположенных в районах со среднемесячной температурой июля 21°С и выше.

1.5. Испытания вертикальных ограждающих конструкций проводят в помещении промежуточного этажа при ориентации наружной ограждающей конструкции на запад. Испытания покрытий проводят в помещении верхнего этажа многоэтажного здания.

1.6. Испытания проводят в помещениях с площадью светопроемов не более 25% площади вертикальной наружной ограждающей конструкции.

2. АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ

Термоэлектрические преобразователи температуры с электродами - термопары хромель-копель (ТХК) или хромель-алюмель (ТХА) по ГОСТ 6616-74 (градуировка по ГОСТ 3044-84).

Низкоомный потенциометр класса точности 0,05 с верхним пределом измерений 20 МВ по ГОСТ 9245-79.

Электронный потенциометр КСП-4 с верхним пределом измерений 10 МВ по ГОСТ 12997-84.

Ручной чашечный анемометр МС-13 по ГОСТ 6376-74.

Универсальный пиранометр М-80М.

Стрелочный актинометрический гальванометр ГСА-1М.

Измерительная металлическая рулетка по ГОСТ 7502-80.

Секундомер С-1 - 2А по ГОСТ 5072-79.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. С наружной стороны светопроема устанавливают солнцезащитные устройства с коэффициентом теплопропускания солнечной радиации не более 0,2 (черт. 1).

Схема установки пиранометров

1 -наружное солнцезащитное устройство; 2 -пиранометр

Черт. 1

3.2. У наружной поверхности ограждающей конструкции с помощью кронштейна на расстоянии 500 мм крепят две приемные головки пиранометров таким образом, чтобы их приемные поверхности располагались параллельно плоскости исследуемой ограждающей конструкции. Приемную поверхность одного из пиранометров разворачивают в сторону небосвода, другого - к ограждающей конструкции (см. черт. 1).

3.3. Для измерения температур внутренней поверхности ограждающей конструкции устанавливают три термопары. Участок для расстановки термопар выбирают на расстоянии не менее одной толщины ограждающей конструкции от оконного проема и примыкающих к ней конструкций. Термопары по высоте помещения располагают в трех точках: 200 и 1500 мм от уровня пола и 200 мм от потолка. Напротив каждой термопары, на расстоянии 100 мм от плоскости ограждающей конструкции, устанавливают по одной термопаре для измерения температуры воздуха в пристеночной зоне (см. черт. 1).

3.4. Для измерения температуры внутреннего воздуха помещения устанавливают 9 термопар по трем вертикалям: крайние вертикали располагают на расстоянии 1 м от плоскости ограждающих конструкций, а среднюю - по центру помещения. По каждой вертикали термопары устанавливают в трех точках: 200 и 1500 мм от уровня пола и 200 мм от потолка (черт. 2).

Размещение термопар в помещении

- термопары в воздухе; + - термопары на поверхности

Черт. 2

3.5. Для измерения температуры наружного воздуха на расстоянии 500 мм от наружной поверхности ограждающей конструкции устанавливают три термопары. Чувствительные элементы термопар от действия солнечной радиации защищают цилиндрическими колпачками, выполненными из алюминиевой фольги. Диаметр колпачка должен быть не менее 20 мм, а высота - не менее 50 мм.

3.6. Компенсационные провода от термопар и пиранометров через промежуточный многоточечный переключатель присоединяют к вторичному измерительному прибору, который располагают в соседнем помещении.

3.7. Перед началом испытаний в помещении плотно закрывают окна и двери, отключают вентиляцию, создавая закрытый воздушный режим помещения.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. При проведении испытаний при помощи потенциометра последовательно измеряют значение термо-э.д.с всех термопар. При отсутствии непрерывной записи показаний измерения проводят круглосуточно с интервалом в 1 час.

4.2. Интенсивность суммарного солнечного облучения исследуемой ограждающей конструкции измеряют пиранометром, приемная поверхность которого развернута в сторону небосвода. Измерения проводят с интервалом в 1 ч в светлое время суток.

4.3. Интенсивность отраженной от поверхности ограждения солнечной радиации измеряют пиранометром, приемная поверхность которого обращена к ограждающей конструкции.

Интенсивность отраженной солнечной радиации измеряют одновременно с измерениями суммарного солнечного облучения не менее трех раз в инсолируемый период суток.

При линейных размерах однородного участка ограждающей конструкции менее 2000 мм необходимо произвести повторные измерения отраженной солнечной радиации при положении приемной поверхности пиранометра на расстоянии 250 мм от наружной поверхности ограждающей конструкции.

4.4. Измерения показаний универсальных пиранометров М-80М проводят стрелочным актинометрическим гальванометром ГСА-1М.

4.5. Скорость ветра измеряют чашечным анемометром МС-13 на территории объекта испытаний четыре раза в сутки через равные промежутки времени. Измерения проводят на расстоянии от объекта испытаний, равном не менее высоты здания.

4.6. Длительность испытаний составляет не менее 5 сут.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Результаты испытаний обрабатывают по трем суточным циклам испытаний с наибольшей повторяемостью измеряемых параметров.

5.2. Среднесуточные значения измеренных параметров (температуры, интенсивности солнечной радиации и скорости ветра) вычисляют как средние арифметические значения по числу результатов измерений.

5.3. Амплитуды колебаний температуры и интенсивности солнечной радиации вычисляют как разность между максимальными и среднесуточными значениями измеренной величины.

5.4. Экспериментальное значение температуры внутреннего воздуха определяют как среднее арифметическое значение температур, измеренных в 12 точках объема помещения.

5.5. Экспериментальные значения температур внутренней поверхности ограждающей конструкции и наружного воздуха определяют как среднее арифметическое значение трех измерений температур соответственно поверхности ограждающей конструкции и воздуха.

5.6. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции , , вычисляют по формуле

где -среднее арифметическое значение скорости ветра за сутки, м/с.

5.7. При линейных размерах облучаемого однородного участка конструкции более 2000 мм альбедо наружной поверхности конструкции вычисляют по формуле

где - среднее арифметическое значение трех измерений интенсивности отраженной от поверхности ограждающей конструкции солнечной радиации, Вт/м²;

- то же, интенсивности суммарного солнечного облучения, Вт/м².

При линейных размерах облучаемого однородного участка конструкции от 2000 до 700 мм альбедо наружной поверхности конструкции вычисляют по формуле

где - альбедо наружной поверхности конструкции, вычисленное по формуле (2) при расположении приемной поверхности пиранометра на расстоянии 250 мм от ограждающей конструкции;

- то же, при расположении приемной поверхности пиранометра на расстоянии 500 мм от ограждающей конструкции;

, - коэффициенты в зависимости от линейного размера однородного участка наружной ограждающей конструкции, принимаемые по табл. 1.

Таблица 1

Линейный размер однородного участка облучаемой ограждающей конструкции, мм
2000 1500 1200 900 700	1,40 1,45 1,52 1,66 1,86	0,40 0,45 0,52 0,66 0,86

5.8. Амплитуду эквивалентной температуры солнечного облучения , вычисляют по формуле

где -альбедо поверхности ограждающей конструкции, определяемое по п. 5.7;

, - соответственно максимальное и среднее суточное значения интенсивности суммарного солнечного облучения наружной поверхности ограждающей конструкции;

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, определяемый по п. 5.6, .

5.9. Определяют временной интервал , ч, равный разности времени наступления максимальных значений температуры наружного воздуха и интенсивности суммарного солнечного облучения наружной поверхности ограждающей конструкции.

5.10. Амплитуду колебаний температуры наружного воздуха с учетом солнечной радиации , вычисляют по формуле

где -амплитуда эквивалентной температуры солнечного облучения, определяемая по п. 5.8, °С;

-амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, определяемая по п. 5.3, °С;

- безразмерный коэффициент, учитывающий несовпадение во времени максимальных значений температуры наружного воздуха и интенсивности суммарного солнечного облучения, принимают по табл. 2.

Таблица 2

Отношение амплитуд	Коэффициент при интервале , ч
	1	2	3	4	5
1 1,5 2 3 5	0,99 0,99 0,99 0,99 1,00	0,96 0,97 0,97 0,97 0,98	0,92 0,93 0,93 0,94 0,96	0,87 0,87 0,88 0,90 0,93	0,79 0,80 0,82 0,85 0,89

5.11. Затухание амплитуды колебаний температуры внутреннего воздуха относительно амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции вычисляют по формуле

где - коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждающей конструкции, вычисляемый по методике главы СНиП "Строительная теплотехника", ;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по главе СНиП "Строительная теплотехника", .

5.12. Расчетную амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждения вычисляют по формуле

где и - соответственно амплитуды колебаний температуры поверхности ограждения и внутреннего воздуха, принимаемые равными экспериментальным значениям, °С;

- затухание амплитуды колебаний температуры внутреннего воздуха, определяемое по п. 5.11;

- фазовый угол, град.;

- время суток, соответствующее максимальному значению температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции, ч;

- время суток, соответствующее максимальному значению температуры внутреннего воздуха, ч.

5.13. Приведенную амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции , соответствующую расчетным климатическим условиям, вычисляют по формуле

, (8)

где - расчетная амплитуда колебаний температуры поверхности ограждающей конструкции, определяемая по п. 5.12, °С;

- расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, определяемая по главе СНиП "Строительная теплотехника", °С;

- амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, определяемая по п. 5.10, °С.

5.14. Приведенную амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции определяют как среднее арифметическое значение результатов по трем суткам испытаний.

5.15. Вычисления производят с точностью до трех значащих цифр. Окончательный результат округляют до двух значащих цифр.

5.16. Приведенная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции по результатам испытаний не должна превышать требуемой амплитуды , определяемой по формуле

где - среднемесячная температура наружного воздуха за июль, °С.

5.17. Затухание амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в неоднородной по плотности теплового потока ограждающей конструкции определяют по методике, изложенной в приложении.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

Определение затухания амплитуды колебаний температуры

наружного воздуха в неоднородной по плотности теплового

потока ограждающей конструкции

Для многослойной ограждающей конструкции с теплопроводными включениями в виде обрамляющих ребер амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции определяется с учетом теплофизических характеристик материалов теплопроводных включений.

Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, ограждающую конструкцию условно разрезают на участки таким образом, чтобы в пределах каждого участка конструкция была бы однородна.

Определяют площадь основного, вне участков теплопроводных включений, поля ограждающей конструкции , определяют и суммируют площади участков с включениями , и т.д. Для каждого из участков по методике главы СНиП "Строительная теплотехника" вычисляют затухание амплитуды колебаний температуры наружного воздуха , , и т.д.

Для неоднородной ограждающей конструкции с одним видом включения затухание амплитуды колебаний наружного воздуха вичисляют по формуле

где - затухание амплитуды колебаний температуры по основному полю ограждающей конструкции;

- то же, по теплопроводному включению;

- тепловая инерция основного поля ограждающей конструкции;

- то же, для участка теплопроводного включения;

- безразмерный параметр, равный отношению площади участка теплопроводного включения к площади основного поля ограждающей конструкции.

Для неоднородной ограждающей конструкции с двумя характерными теплопроводными включениями вычисляют значение затухания для участков теплопроводных включений по формуле

где - значение затухания для первого участка теплопроводного включения;

- то же, для второго участка;

- площадь первого участка теплопроводного включения, м²;

- то же, для второго участка, м²;

- тепловая инерция первого участка теплопроводного включения;

- то же, для второго участка.

Затухание амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции в целом вычисляют по формуле

где - значение затухания по основному полю ограждающей конструкции;

- эквивалентное значение затухания участков теплопроводных включений;

- характеристика тепловой инерции основного участка ограждающей конструкции;

- эффективная характеристика тепловой инерции участков теплопроводных включений, равная

- безразмерный параметр, равный отношению площади участков теплопроводных включений к площади основного участка ограждающей конструкции, определяемый по формуле

ГОСТ 23061-90

УДК 624.131.001.4:006.354 Группа Ж 39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Методы радиоизотопных измерений

плотности и влажности

Soils.

Methods for radioisotope measurement

of density and humidity

ОКСТУ 2009

Дата введения 1990-09-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным строительным комитетом СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

И.В. Лавров, канд.техн.наук (руководитель темы); В.Г.Копытов, канд. техн.наук; Н.Н.Рынин,канд.техн.наук; В.В.Лисицын; Т.А.Грязнов,канд. техн.наук; В.Т.Дубинчук, канд.техн.наук; Н.Д.Корниенко, канд. техн. наук; Л.В.Селиванов, канд.техн.наук; А.А.Морозов, канд. техн. наук; В.Н.Кириллин; В.Н.Гринченко; В.П.Иванов, канд.техн.наук; В.В.Пушкарев; В.В.Поспеев; А.П.Кучерко; В.С.Вериго; В.А.Дубиняк

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 11.06.90 N 55.

3. Срок первой проверки - 1995 г.

4. ВЗАМЕН ГОСТ 23061-78 и ГОСТ 24181-80

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ (НТД)

Обозначение НТД , на который дана ссылка	Номер пункта, приложения
ГОСТ 8.009-84	3.5
ГОСТ 8.442-81	3.5
ГОСТ 1050-72	Приложение 2
ГОСТ 5180-84	>>
ГОСТ 8731-74	Приложение 6
ГОСТ 8732-78	>>
ГОСТ 9567-75	>>
ГОСТ 19611-74	2.2
ГОСТ 21196-75	2.2
ГОСТ 23740-79	4.2, приложение 2
ГОСТ 25260-82	2.12
ГОСТ 25932-83	2.1, 2.3
ОСН 72/87	5
НРБ76/87	5
ПБТРВ-73	5

Настоящий стандарт распространяется на песчаные, глинистые, крупнообмолочные, скальные грунты и устанавливает методы радиоизотопных измерений плотности и влажности при исследовании их свойств.

Стандарт не распространяется на крупнообмолочные валунные грунты, а также грунты, в которых содержание фракций размером более 100 мм превышает 20%, фосфоритосодержащие грунты с содержанием фосфоритов более 20%.

Пояснения к терминам, используемым в настоящем стандарте, приведены в приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности грунтов основаны на использовании закономерностей взаимодействия гамма- и нейтронного излучений с электронами и ядрами атомов вещества среды (грунта).

1.2. Метод радиоизотопного измерения плотности грунтов основан на зависимости между плотностью контролируемого грунта и характеристиками ослабления и рассеяния измеряемого потока энергии гамма-излучения.

1.3. Плотность грунта следует измерять путем детектирования и регистрации плотности потока:

рассеянного первичного гамма-излучения (метод альбедо);

ослабленного первичного гамма-излучения (метод абсорбции);

рассеянного и ослабленного первичного гамма-излучения (альбедно-абсорбционный метод).

1.4. Метод альбедо заключается в детектировании и регистрации плотности потока гамма-квантов,рассеянных на электронах атомов вещества при взаимодействии потока энергии первичного гамма-излучения источника ионизирующего излучения с материалом грунта.

1.5. Метод абсорбции заключается в детектировании и регистрации плотности потока гамма-квантов, прошедших через слой материала между радиоактивным источником и детектором гамма-излучения.

1.6. Альбедо-абсорбционный метод заключается в детектировании и регистрации плотности потока гамма-квантов, рассеянных в объеме грунта и прошедших через слой между источником ионизирующего излучения и детектором гамма-излучения.

1.7. Метод нейтронного измерения влажности основан на зависимости между водосодержанием грунта и плотностью потока замедленных нейтронов в процессе их рассеяния на ядрах атомов водорода. Этим методом измеряют влажность грунта в исследуемом объеме между источником нейтронов и измерительным преобразователем.

1.8. Плотность грунта следует измерять радиоизотопным плотномером или определять по зарегистрированной плотности потока гамма-излучения с помощью градуировочного графика радиоизотопного плотномера или по специальной формуле.

1.9. Влажность грунта следует измерять нейтронным влагомером или определять по зарегистрированной плотности потока замедленных нейтронов с помощью градуировочного графика нейтронного влагомера или по специальным формулам.

2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Для измерения плотности грунта применяют радиоизотопные переносные или возимые плотнометры по ГОСТ 25932.

2.2. Для измерения влажности грунта применяют нейтронные переносные или возимые влагомеры по ГОСТ 19611, ГОСТ 21196.

2.3. Для одновременного измерения плотности и влажности грунта применяют переносные влагоплотномеры по ГОСТ 25932.

2.4. Радиоизотопные плотномеры и влагоплотномеры должны обеспечивать возможность измерения плотности грунта от (0,80,2) г/куб.см до (2,30,2) г/куб.см, от (800200) кг/куб.м до (2300200) кг/куб.м.

Для измерения плотности торфа, заторфованных и других рыхлых грунтов допускается применять радиоизотопные плотномеры с нижним пределом измерений плотности менее 0,8 г/куб.см (800 кг/куб.м) и верхним пределом измерений плотности ниже 2,3 г/куб,см (2300 кг/куб.м).

2.5. При измерении плотности грунта методом альбедо применяют следующие схемы измерений (черт. 1):

глубинную - измерительный преобразователь с источником ионизирующего излучения помещают в скважину по ее центру на глубину более 400 мм для измерения плотности в радиусе до 100-250 мм;

поверхностную - измерительный преобразователь и источник ионизирующего излучения помещают на поверхности грунта для измерения плотности грунта в слое толщиной до 120 мм;

поверхностно-глубинную - измерительный преобразователь и источник ионизирующего излучения прижимают к боковой поверхности скважины или обсадной трубы для измерения плотности грунта в слое толщиной до 120 мм.

Схемы измерений радиоизотопными плотномерами

методом альбедо

1- измерительный преобразователь; 2 - детектор; 3 - защитный экран;

4 - радиоизотопный источник; 5 - измерительный прибор; 6 - прижимное устройство

Черт. 1

2.6. При измерении плотности грунта абсорбционным методом применяют схему измерений с расположением источника ионизирующего излучения в одной скважине, а измерительного преобразователя - в другой (черт. 2а) с расстоянием между источником ионизирующего излучения и детектором преобразователя, фиксированным с погрешностью не более 0,5%. Для послойного измерения плотности в объеме грунта между скважинами источник ионизирующего излучения и измерительный преобразователь могут быть размещены в жесткой конструкции (черт. 2б), погружаемой в грунт.

2.7. При измерении плотности грунта альбедо-абсорбционным методом применяют схему измерений (черт. 2в), при которой источник ионизирующего излучения погружают в грунта измерительный преобразователь помещают на поверхности грунта - для измерения средней плотности грунта в слое между источником ионизирующего излучения и измерительным преобразователем.

2.8. Нейтронные влагомеры и радиоизотопные влагоплотномеры должны обеспечивать возможность измерения объемной влажности в пределах от 2 до 100% при глубинных измерениях и от 2 до (4010)% - в остальных случаях.

Схемы измерений радиоизотопными плотномерами

1 - измерительный преобразователь; 2 - детектор;

3 - радиоизотопный (нуклид) источник; 4 - измерительный прибор

Черт. 2

2.9. При измерениях влажности грунта нейтронным методом применяют следующие схемы измерений (черт. 3):

глубинную (скважинную) - измерительный преобразователь с источником нейтронов помещают в скважину по ее центру для измерения влажности грунта в радиусе вокруг измерительного преобразователя от 200 до 250 мм при объемной влажности 40-45% и в радиусе до 450 мм при ;

поверхностную - измерительный преобразователь и источник нейтронов помещают на поверхности грунта для измерения влажности грунта в слое толщиной до 150 мм под измерительным преобразователем;

поверхностно-глубинную - измерительный преобразователь и источник нейтронов прижимают к боковой поверхности скважины или обсадной трубы для измерения влажности в слое толщиной до 150мм под измерительным преобразователем;

комбинированную - измерительный преобразователь помещают на поверхности грунта, а источник нейтронов в грунте - для измерения влажности грунта в слое между источником нейтронов и измерительным преобразователем.

2.10. При одновременном измерении плотности и влажности грунта радиоизотопными влагоплотномерами применяют следующие схемы измерений (черт. 4):

глубинную (скважинную) - измерительный преобразователь, содержащий детектор (детекторы) для одновременной или раздельной регистрации плотности потока гамма-излучения и замедленных нейтронов и источники гамма-излучения и медленных нейтронов, помещают в скважину по ее центру для измерения плотности грунта по п. 2.5 и влажности по п. 2.9,

поверхностную - измерительный преобразователь устанавливается на поверхности грунта для измерения плотности и влажности грунта в слое толщиной до 150-200 мм под измерительным преобразователем;

поверхностно-глубинную - измерительный преобразователь прижимают к боковой поверхности скважины или обсадной трубы для измерения плотности в слое толщиной до 120 мм и влажности грунта в слое толщиной до 150 мм под измерительным преобразователем;

комбинированную - измерительный преобразователь помещают на поверхности грунта, а источники нейтронов и гамма-излучения погружают поочередно в грунт для измерения плотности и влажности грунта в слое между измерительным преобразователем и источником ионизирующего излучения.

Схемы измерений нейтронными влагомерами

1 - измерительный преобразователь; 2 - детектор; 3 - источник нейтронов; 4 - измерительный прибор; 5 - прижимное устройство

Черт. 3

Схемы измерений радиоизотопными влагоплотномерами

1 - измерительный преобразователь; 2 - источник гамма-излучения; 3 - экран; 4 - источник нейтронов; 5 - детектор гамма-излучения и нейтронов; 6 - измерительный прибор; 7 - детектор гамма-излучения;

8 - детектор нейтронов

Черт. 4

2.11. При глубинных (скважинных) измерениях плотности, влажности в необсаженных скважинах или скважинах с переменным диаметром обсадных труб следует применять индикаторы диаметра (каверномеры и диаметромеры) в составе измерительного преобразователя плотномера, влагомера или влагоплотномера, или в виде отдельных преобразователей. Индикаторы диаметра (каверномеры или диаметромеры) должны обеспечивать возможность измерения диаметра скважин до 90 мм с погрешностью не более ±2 мм при доверительной вероятности 0,95.

2.12. При глубинных измерениях плотности (влажности) в процессе зондирования (пенетрации) следует учитывать требования ГОСТ 25260.

2.13. При поверхностно-глубинных измерениях плотности, влажности в скважинах следует применять прижимные устройства, обеспечивающие надежный контакт измерительного преобразователя со стенкой скважины (обсадной трубы), а также экранирующие устройства в составе измерительного преобразователя, обеспечивающие снижение влияния излучений, рассеянных от стенок скважины (трубы), до постоянных значений.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Для глубинных (скважинных) измерений плотности и (или) влажности следует пробурить скважину и (или) погрузить трубу. Скважина должна иметь диаметр не более 90 мм и не должна быть заполнена водой. При соединении отрезков труб не допускается применять муфтовые или ниппельные соединения.

Отклонение диаметра скважины от принятого при градуировке прибора не должно быть более 2 мм при измерении плотности и не более 5 мм при измерении влажности. Отклонения толщины стенки от принятого при градуировке для стальных и титановых труб не должны быть более 0,5 мм для дюралевых и керамических труб - не более 1 мм. Трубы,погружаемые в грунт, должны иметь диаметр не более 90 мм, в том числе стальные и титановые со стенкой толщиной не более 6 мм, дюралевые и керамические со стенкой толщиной не более 10 мм. Трубы и их стыки должны быть водонепроницаемыми.

При погружении обсадных труб в скважины труба должна входить в скважину.

При измерениях следует применять обсадные трубы, материал и толщина стенки которых не отличаются от принятых при градуировке приборов. Рекомендуемые типоразмеры обсадных труб приведены в приложении 6.

3.2. При поверхностно-глубинных измерениях в скважинах (обсадных трубах) плотности или влажности диаметр скважины (трубы) должен быть не более 146 мм. Скважины (трубы) не должны быть заполнены водой.

При измерении плотности грунта методами альбедо и альбедо-абсорбционным, а также при поверхностных и комбинированных измерениях влажности измерительный преобразователь, содержащий источник гамма-излучения или замедленных нейтронов, следует устанавливать на расчищенную и выровненную поверхность грунта. Опорная плоскость измерительного преобразователя должна быть плотно прижата (без зазора) к поверхности грунта.

При измерении плотности альбедо-абсорбционным методом и влажности по комбинированной схеме блок источника ионизирующего излучения помещают (внедряют) в грунт на глубину, фиксируемую с погрешностью не более ±0,5 мм. Расстояние между измерительным преобразователем плотномера (влагомера) от стенок сооружения или выработки должно быть более 500 мм.

3.3. Градуировку и метрологическую аттестацию радиоизотопных плотномеров, влагомеров и влагоплотномеров проводят в заводских или лабораторных условиях по образцовым мерам (стандартным образцам) плотности и влажности, метрологически аттестованными в установленном порядке, а в полевых условиях - в соответствии с приложением 2.

3.4. При измерениях по глубинной (скважинной) схеме измерений преобразователь плотномера (влагомера, влагоплотномера) помещают в скважину на заданную глубину св. 0,4 м, центрируют по оси скважины и производят отсчеты по табло прибора.

В необсаженной скважине или скважине, обсаженной трубами переменного диаметра, измеряют диаметр на глубине, совпадающей с точкой отсчета радиоизотопного плотномера и нейтронного влагомера, с погрешностью не более ±10 мм.

3.5. Метрологическую аттестацию радиоизотопных плотномеров, влагомеров и влагоплотномеров как средств измерений осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ 8.009.

Поверку радиоизотопных плотномеров выполняют по соответствующей методической инструкции, а нейтронных влагомеров по ГОСТ 8.442. Периодичность поверки определяют типом применяемого прибора.

3.6. Относительная основная погрешность плотномеров при измерении плотности грунта (в процентах)должна быть не более 3% при доверительной вероятности 0,95.

3.7. Абсолютная основная погрешность влагомеров при измерении объемной влажности грунта (в процентах )должна быть не более ±3% при доверительной вероятности 0,95.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Плотность грунта определяют по градуировочной зависимости радиоизотопного плотномера (влагоплотномера), выраженной в виде графика, таблицы или формулы для принятых условий измерений.

Виды графиков градуировочных зависимостей приведены в приложениях 7 и 8.

Объемную влажность грунта определяют по градуировочной зависимости нейтронного влагомера (радиоизотопного влагоплотномера), построенной с учетом влияния плотности сухого грунта .

Методика градуировки радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера приведена в приложении 2.

4.2. При измерении объемной влажности грунтов, содержащих растительные остатки в количестве, превышающем 5% по массе при определении по п. 4.1., следует вводить поправку , рассчитываемую по формуле

где - измеренная объемная влажность грунта, %;

- среднее содержание по массе органического вещества, определяемое по ГОСТ 23740, % вес.;

-коэффициент, принимаемый равным ;

- плотность сухого грунта, г/куб.см.

4.3. Результаты измерения плотности и объемной влажности грунта фиксируют в журнале измерений, форма которого указана в приложении 10.

4.4. По результатам измерения плотности и объемной влажности вычисляют плотность сухого грунта , г/куб.см, по формуле

где - плотность воды,равная 1,0 г/куб.см.

Влажность грунта по массе в процентах определяют по формуле

Результаты вычисления и фиксируют в журнале измерений.

4.5. К журналу измерений прилагают схему расположения пунктов измерения или скважин.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При проведении измерений радиоизотопными плотномерами, нейтронными влагомерами, радиоизотопными влагоплотномерами должны соблюдаться "Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений" (ОСН 72/87), утвержденные Минздравом СССР, Нормы радиационной безопасности (НРБ 76/87), "Правила безопасности при транспортировании радиоактивных веществ" (ПБТРВ-73), "Инструкция по эксплуатации приборов".

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

Термин	Пояснение
1. Радиоизотопный плотномер	Плотномер, принцип действия которого основан на регистрации рассеянного и поглощенного гамма-излучения на электронах атомов вещества объекта измерения
2. Нейтронный влагомер	Влагомер, принцип действия которого основан на регистрации замедленных нейтронов в процессе их рассеяния на ядрах атомов водорода, входящих в состав молекул воды, содержащихся в веществе или материале объекта измерения, т.к. замедление и рассеяние нейтронного потока происходит не только на ядрах водорода, но и на атомах других веществ
3. Радиоизотопный измерительный преобразователь (РИП)	Устройство, включающее источник ионизирующего излучения с блоком защиты и формирования потока и детектор со схемами усиления, дискриминации и т.д. для преобразования потока ПИ в выходной электрический сигнал
4. Основная погрешность плотномера (влагомера)	Разность между показаниями плотномера (влагомера) и действительными значениями измеряемой плотности (влажности) материала.
5. Блок обработки и управления (плотномера, влагомера, влагоплотномера)	Составная часть прибора, управляющая приемом сигнала и выполняющая его обработку для вычисления плотности и влажности
6. Образцовая мера плотности (влажности) или стандартный образец	Аттестованное средство измерения в виде вещества или материала, служащее для гра дуировки и поверки плотномера (влагомера)
7. База измерительного преобразователя (длина зонда)	Середина расстояния между центрами источника и детектора излучения

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ГРАДУИРОВКА РАДИОИЗОТОПНЫХ ПЛОТНОМЕРОВ,

НЕЙТРОННЫХ ВЛАГОМЕРОВ И РАДИОИЗОТОПНЫХ

ВЛАГОПЛОТНОМЕРОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

1. Градуировку радиоизотопных приборов выполняют на метрологически аттестованных образцовых мерах (стандартных образцах) плотности и влажности грунта для наиболее распространенных условий измерений.

2. При построении градуировочной зависимости радиоизотопного плотномера для рабочих условий измерений (например, для обсадной трубы заданных материала, диаметра и толщины стенки) в диапазоне значений плотности 0,8-2,3 г/куб.см (800-2300 кг/куб.м)должны быть изготовлены и метрологически аттестованы не менее пяти образцовых мер плотности с номинальными значениями в следующих поддиапазонах 0,8-1,0; 1,0-1,3; 1,3-1,6; 1,6-2,0; 2,0-2,3 г/куб.см.

3. При построении градуировочной зависимости нейтронного влагомера для рабочих условий измерений в диапазоне объемной влажности 0 (1-2%) - 100% должны быть изготовлены и метрологически аттестованы образцовые меры объемной влажности Wоб с номинальными значениями в следующих поддиапазонах: 0-5; 5-20; 20-35; 35-60; 60-100; 100% (вода). Одновременно эти же меры могут быть аттестованы по массовой (весовой) влажности.

По крайней мере две из указанных образцовых мер объемной влажности должны быть изготовлены с постоянным значением плотности сухого грунта , определенным с погрешностью не более 200 кг/куб.м.

4. Образцовые меры плотности (ОМП) и объемной влажности должны быть изготовлены из материала,аналогичного по химическому составу алюмосиликатным грунтам с суммарным содержанием химических элементов с атомным номером более 50 (железа, марганца), не превышающим 10%.

Для изготовления образцовых мер объемной влажности не должны применяться материалы, содержащие нейтронопоглощающие химические элементы: хлор - в количестве более 0,1%; бор - более 0,001%; редкоземельные - более .

5. Материал образцовой меры (стандартного образца) должен быть однородным по плотности и влажности.

Однородность изготовленной образцовой меры определяют при помощи специальных измерений преобразователями плотномера, влагомера, влагоплотномера.

При изготовлении образцовой меры однородность по объемной влажности оценивают путем отбора образцов и определения в них влажности по ГОСТ 5180. Из каждой меры должно быть отобрано не менее 25-30 образцов. Коэффициент вариации показаний плотномера и влагомера (в единицах отсчетов) в образцовых мерах, определяемый по формуле (4), не должен быть более 0,05.

где - средние значения показаний (в единицах отсчетов) плотномера,влагомера при каждом i-м положении измерительного преобразователя и в средней мере соответственно;

- количество измерений.

Коэффициент вариации средней объемной влажности материала в мере, определяемый по формуле (5), не должен быть более 0,025.

где - значения влажности по ГОСТ 5180 в i-м образце грунта и в среднем в мере;

- количество образцов.

6. Образцовые меры плотности могут одновременно быть образцовыми мерами объемной влажности.

7. Образцовые меры плотности и объемной влажности (более 5%) для испытаний и градуировки глубинных радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров и радиоизотопных влагоплотномеров размещаются в цилиндрических емкостях (баках) диаметром мм, изготавливаемых из стального листа (ГОСТ 1050), образцовые меры объемной влажности менее 5% - в емкостях диаметром мм. Высота емкости (бака) для меры должна быть не менее расстояния от детектора до нижнего конца измерительного преобразователя плюс 300 мм.

Образцовые меры плотности и влажности для испытаний и градуировки поверхностных радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров и радиоизотопных влагоплотномеров должны изготавливаться в зависимости от типа прибора.

8. Исходными материалами для изготовления образцовых мер плотности и влажности могут быть:

песок однородной фракции;

глинопорошок (из местных глин) однородный;

керамзитовый гравий мелкий (фракции диаметром 5 мм), плотностью в сухом состоянии г/куб.см (800 кг/куб.м);

гравий и щебень однородных фракций;

стекло (в виде листов или гранул), не содержащее примесей тяжелых и нейтронопоглощающих элементов;

вода, не содержащая примесей тяжелых и нейтронопоглощающих элементов.

9. Образцовые меры плотности и влажности могут быть метрологически аттестованы как временные и постоянные. Временные меры метрологически аттестуют на период испытаний радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера или на срок не более 3 мес.; постоянные меры - на срок более года.

10. Поверхность образцовых мер после их изготовления должна быть герметизирована для предотвращения их высыхания и повреждения.

11. На наружной поверхности емкости (бака), содержащей образцовую меру, должны быть нанесены номер меры и номинальные значения плотности и объемной влажности.

12. В емкостях для образцовых мер или в изготовленные меры плотности и влажности, предназначенные для испытаний и градуировки глубинных радиоизотопных плотномеров, устанавливают обсадные трубы необходимого номинала способом, соответствующим методике полевых испытаний.

13. При градуировке глубинных радиоизотопных приборов измерительный преобразователь прибора помещают на заданную глубину обсадную трубу, установленную в образцовой мере плотности (влажности), и производят не менее 10 измерений плотности потока гамма-излучения (замедленных нейтронов). Измерения повторяют при расположении преобразователя в 3-4 точках по глубине меры для определения коэффициента вариации по формуле (4).

14. Образцовые меры плотности грунта аттестуют по результатам измерения объема емкостей для ОМП и массы помещенного в них материала.

15. Образцовые меры влажности (ОМВ) грунта аттестуют по результатам определения средней влажности образцов материала в мере по ГОСТ 5180 и измерения плотности материала в мере по п.14.

16. По результатам измерений средней плотности потока гамма-излучения (медленных нейтронов) и определения средней плотности(объемной влажности) материала в мерах строят градуировочные зависимости радиоизотопного плотномера (приложение 7), нейтронного влагомера (приложение 8).

Градуировочные зависимости влагомера следует строить в виде серии графиков для различных в рабочем диапазоне измерений;в том числе в двух мерах с различными значениями объемной влажности, отличающихся не менее чем на 20% (при постоянном значении плотности сухого материала).

17. Допускается представлять градуировочные зависимости плотномера и влагомера в виде формул (алгоритмов).

18. Пределы погрешности градуировки при построении градуировочных зависимостей плотномера и влагомера следует оценивать по формуле

где , , - пределы суммарной, систематической и случайной погрешностей градуировки прибора по значениям плотности и влажности соответственно в аттестованных ОМП и ОМВ. Пределы относительной погрешности измерения плотности в ОМП и абсолютной погрешности в ОМВ не должны быть более указанных в пп. 3.6 и 3.7.

19. Градуировочные зависимости радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера, построенные по метрологически аттестованным образцовым мерам плотности и влажности применительно к рабочим условиям измерений, являются основными для проведения измерений в этих условиях; для условий измерений, отличающихся от принятых при градуировке, указанные выше градуировочные зависимости являются опорными.

ГОСТ 24143-80

УДК 624.131.37:006.354 Группа Ж39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Методы лабораторного определения характеристик

набухания и усадки

Soils. Laboratory methods for determination

of swelling and shrinking characteristics

Дата введения 1981-01-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 22 апреля 1980 г. № 55

Переиздание. Сентябрь 1987 г.

Настоящий стандарт распространяется на глинистые грунты природного и нарушенного сложения и устанавливает методы лабораторного определения их набухания и усадки.

Стандарт не распространяется на глинистые грунты, содержащие крупнообломочные включения размерами зерен более 5 мм, и на глинистые грунты в мерзлом состоянии.

1. Общие положения

1.1. Характеристики набухания и усадки грунта следует определять по относительной деформации: набухание - в условиях, исключающих возможность бокового расширения при насыщении грунта водой или химическим раствором; усадку - в условиях свободной трехосной деформации при высыхании грунта. Испытание для определения характеристик набухания следует производить до прекращения поглощения образцом грунта воды (или раствора), а усадки - до полной потери им влажности.

1.2. За показатели, характеризующие набухание грунта, принимаются свободное набухание (), набухание под нагрузкой (), давление набухания (), влажность грунта после набухания (); за показатели, характеризующие усадку грунта, принимаются величины усадки по высоте (), диаметру (), объему () и влажность на пределе усадки ().

1.3. Образцы грунта природного сложения для испытаний свободного набухания, набухания под нагрузкой, давления набухания и усадки следует вырезать из одного монолита грунта; образцы грунта нарушенного сложения следует приготовлять с заданными величинами плотности и влажности.

Свободное набухание определяется испытанием одиночного образца грунта.

Набухание под нагрузкой и давление набухания определяется испытанием серии образцов-близнецов, вырезаемых из одного монолита грунта, путем обжатия их давления и последующего водонасыщения.

Величины ступеней давления и их количество должны быть определены заданием и программой исследований.

При отсутствии таких данных испытания надлежит производить в диапазоне полуторакратных величин условных расчетных давлений на глинистые грунты, руководствуясь табл.2 и 4 приложения 4 к главе СНиП II-15-74.

1.4. Образцы грунта при испытании на набухание следует заливать грунтовой водой, взятой с места отбора грунта, водной вытяжкой или водой питьевого качества. В случаях, определяемых программой исследований, допускается применение дистиллированной воды и искусственно приготовленных растворов заданного химического состава.

При усадке испарение воды (или раствора) из образца грунта не должно вызывать образование на нем усадочных трещин.

1.5. Монолиты грунтов для определения показателей набухания и усадки следует отбирать из открытых горных выработок: шурфов, котлованов, расчисток и пр., а их отбор, транспортирование и хранение надлежит производить по ГОСТ 12071-84.

Отбор образцов из скважин допускается производить при помощи грунтоносов, обеспечивающих сохранение природного сложения и влажности грунта.

1.6. Термины и определения приведены в справочном приложении 1.

2. Аппаратура

2.1. Приборы для определения свободного набухания грунтов (ПНГ) должны включать следующие основные узлы и детали:

рабочее кольцо внутренним диаметром не менее 50 мм, высотой не менее 20 мм;

вкладыш, обеспечивающий высоту образца в кольце не менее 10 мм;

перфорированный верхний штамп;

перфорированный поддон;

ванночки для жидкости;

основания прибора и держателя индикатора;

индикатор часового типа с ценой деления шкалы 0,01 мм для измерения вертикальных деформаций образца грунта.

2.1.1. Конструкция ПНГ должна быть выполнена из материалов, стойких против коррозии, и обеспечивать:

неподвижность рабочего кольца при испытании;

подачу воды к образцу снизу и отвод ее;

величину вертикального давления от штампа, измерительного оборудования, расположенного на нем, и других неуравновешенных деталей не более 0,0006 МПа (0,006 кгс/см).

2.2. Показатели набухания грунта под нагрузкой и давления набухания следует определять в компрессионных приборах, состоящих из следующих основных узлов и деталей:

рабочего кольца внутренним диаметром более 71 мм и высотой более 20 мм с соотношением высоты к диаметру 1:3,5;

цилиндрической обоймы;

перфорированного штампа;

поддона с емкостью для воды и перфорированного вкладыша под кольцо;

двух индикаторов с ценой деления шкалы 0,01 мм для измерения вертикальных деформаций образца грунта; допускается применение одного индикатора при условии установки его в центре штампа;

механизма вертикальной нагрузки на образец грунта.

2.2.1. Конструкция компрессионного прибора должна быть выполнена из материалов, стойких против коррозии, и обеспечивать:

подачу воды к образцу снизу и отвод ее;

центрированную передачу нагрузки на штамп (образец грунта);

передачу на образец грунта давления ступенями от 0,0125 МПа (0,125 кгс/см);

постоянство давления на каждой ступени;

неподвижность рабочего кольца при испытаниях;

измерение вертикальных деформаций грунта с погрешностью 0,01 мм;

давление на образец, создаваемое штампом и закрепленным на нем измерительным оборудованием и другими неуравновешенными деталями, не более 0,0025 МПа (0,025 кгс/см).

2.3. Для определения усадки грунтов необходимо иметь:

рабочее кольцо компрессионного прибора внутренним диаметром более 71 мм и высотой более 20 мм с соотношением высоты к диаметру 1:3,5;

предметное стекло, покрытое тонким и ровным слоем парафина;

емкость с крышкой (стеклянный колпак или эксикатор) объемом не более 1 л для сушки образцов;

шпатель;

штангенциркуль с погрешностью измерения 0,05 мм и приспособление для измерений, показанное в рекомендуемом приложении 2;

микрометр.

3. Подготовка к испытаниям

3.1. Приборы для проведения испытаний должны устанавливаться на жестком основании, исключающем вибрацию. Горизонтальность установки приборов проверяют по уровню. В помещении во время испытаний должна поддерживаться положительная температура.

Не допускается попадание прямых солнечных лучей на образцы грунта во время испытаний усадки.

3.2. Тарировку ПНГ и компрессионных приборов необходимо производить не реже одного раза в год для учета деформаций фильтров и собственных деформаций приборов () при определении деформаций грунта.

Для тарировки ПНГ в рабочее кольцо следует заложить два бумажных фильтра, установить индикатор и замочить фильтры. По индикатору зарегистрировать деформацию (). Для данной партии фильтров тарировочную поправку принимают как среднее арифметическое значение деформаций трех пар фильтров.

3.2.1. При тарировке компрессионного прибора в рабочее кольцо следует заложить специальный металлический вкладыш, покрытый с двух сторон бумажными фильтрами, смоченными водой и нагружать его ступенями давления 0,05 МПа (0,5 кгс/см ), выдерживать их по 2 мин, до максимального давления на вкладыш 1 МПа (10 кгс/см), замеряя по индикаторам деформации прибора.

Тарировку производят при трехкратном нагружении прибора, каждый раз с заменой фильтров на новые.

По результатам тарировки компрессионного прибора следует составить таблицу величин деформаций () при различных давлениях.

3.3. Для каждого прибора следует определять: высоту и диаметр рабочего кольца, толщину предметного стекла, покрытого тонким слоем парафина (с погрешностью 0,05 мм), их массу (с погрешностью 0,01 г) и удельное давление от штампа, расположенного на нем измерительного оборудования и неуравновешенных деталей, 0,0001 МПа (0,001 кгс/см).

3.4. Образец грунта для испытания на набухание или усадку вырезают режущим кольцом в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84, при этом зазоры между грунтом и стенкой рабочего кольца не допускаются.

Для испытываемых грунтов должны быть определены плотность (объемный вес), плотность минеральной части (удельный вес), влажность, границы текучести и раскатывания по ГОСТ 5180-84 и гранулометрический состав по ГОСТ 12536-79. Результаты записывают в журнал испытаний (см. рекомендуемые приложения 3-5).

3.5. Грунт в кольце следует покрыть с двух сторон фильтрами и поместить:

а) при определении свободного набухания - в ПНГ;

б) при определении набухания под нагрузкой и давления набухания - в компрессионные приборы.

В журнале испытаний следует записать начальные показания индикаторов ().

3.6. При испытании грунта на усадку образец грунта следует извлечь из кольца и поместить на предметное стекло, покрытое тонким ровным слоем парафина. Затем измеряют высоту в центре образца, а его диаметр - по трем, заранее размеченным направлениям. Результаты измерений записывают в журнале испытаний (см. рекомендуемое приложение 5).

3.7. Характеристики набухания глинистого грунта нарушенного сложения следует определять на образцах с заданной величиной коэффициента пористости (), вычисляемого по формуле

где плотность минеральной части грунта, г/см;

плотность скелета грунта, г/см, определяемая по формуле

где плотность грунта, г/см;

заданная влажность грунта в долях единицы.

3.8. При определении характеристик усадки грунта нарушенного сложения следует применять образец грунта влажностью на 5-10% больше влажности грунта на границе текучести. Грунт следует выдержать в пустом эксикаторе в течение суток. Затем при помощи шпателя заполняют грунтом рабочее кольцо, внутренняя поверхность которого предварительно смазана тонким слоем технического вазелина. Образование пустот при подготовке образца не допускается.

Приготовленный образец на предметном стекле следует поместить под стеклянный колпак или в емкость с крышкой. За начальные размеры образца принимаются размеры кольца по высоте и внутреннему диаметру.

4. Проведение испытаний

4.1. В ПНГ следует налить жидкость и наблюдать за развитием деформаций во времени, записывая показания индикаторов в журнал испытаний (см. рекомендуемое приложение 3).

4.2. Ступени давления при определении набухания грунта под нагрузкой и давления набухания должны быть: на первом компрессионном приборе - около 0,0025 МПа (0,025 кгс/см), что соответствует давлению от массы штампа и смонтированного на нем измерительного оборудования; на втором - 0,025 МПа (0,25 кгс/см); на третьем - 0,05 МПа (0,5 кгс/см); на четвертом - 0,1 МПа (1 кгс/см) и далее с интервалом 0,1-0,2 МПа (1-2 кгс/см) на каждый прибор до необходимых пределов.

После нагружения образов грунта в компрессионных приборах их следует выдержать до условной стабилизации деформаций, после чего образцы надлежит замочить.

4.3. Как при свободном набухании, так и в компрессионных приборах после замачивания образцов следует регистрировать деформации через 5; 10; 30; 60 мин, далее через 2 ч в течение рабочего дня, а затем в начале и конце рабочего дня до достижения условной стабилизации деформаций.

В случае отсутствия набухания замачивание производят в течение трех суток.

За начало набухания следует считать относительную деформацию (), превышающую 0,001.

4.4. За критерий условной стабилизации деформаций свободного набухания глинистых грунтов или деформаций набухания под нагрузкой при данной ступени давления в компрессионных приборах следует принимать деформацию не более 0,01 мм за 16 ч.

4.5. После завершения набухания образца грунта необходимо: слить воду (или раствор) из прибора; кольцо с влажным грунтом (без фильтров) взвесить и произвести контрольное измерение высоты образца грунта в кольце; грунт из кольца высушить в термостате при температуре (1052)С. Все результаты измерений надлежит записать в соответствующий журнал испытаний (см. рекомендуемые приложения 3 и 4).

4.6. Испытание усадки грунта следует проводить в три этапа.

На первом и втором этапе испытания измерение высоты, диаметра и массы образца грунта, помещенного в эксикаторе, следует производить не реже двух раз в сутки и результаты заносить в журнал испытаний (см. рекомендуемое приложение 5).

Критерием условного завершения испытания на первом этапе является отсутствие изменений в линейных размерах образцов в двух последовательных измерениях.

На втором этапе сушка образца грунта производится на воздухе.

Критерием условного завершения испытания на втором этапе, после 5-6 измерений, является отсутствие изменений в массе образца грунта.

На третьем этапе сушку образца грунта производят в термостате при температуре (1052)С в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84 до постоянной массы и в конце испытания производят контрольное измерение линейных размеров образца грунта.

5. Обработка результатов испытаний

5.1. На основании записей в журналах испытаний грунта в ПНГ или компрессионных приборах (см. рекомендуемые приложения 3 и 4) следует определить:

а) величину абсолютной деформации грунта () в мм, вычисленную как разность среднеарифметических значений конечных () и начальных () показаний индикаторов за вычетом поправки на деформацию приборов и фильтров при набухании согласно п. 3.2;

б) величину относительной деформации образца () с погрешностью 0,001 по формуле

5.2. По величинам относительной деформации следует построить график зависимости относительных деформаций от вертикального давления (см. обязательное приложение 6). Точки графика, соответствующие ступеням давления, следует соединить лекальной кривой.

Величина давления набухания () соответствует точке пересечения кривой с осью давления () (см. график 1 приложения 6) или точке предполагаемого пересечения продолжения кривой графика с осью давления ( ) (см. график 2 приложения 6)

5.3. По результатам испытаний усадки на основании записей испытаний грунта (см. рекомендуемое приложение 5) следует:

а) определить объем грунта на каждый момент измерения по формуле

где диаметр образца в момент измерения, определенный как среднее арифметическое значение измерений в трех направлениях, см;

высота образца в момент измерения, см;

б) рассчитать влажность грунта на каждый момент измерения по формуле

где масса образца грунта на момент измерения, г;

масса образца сухого грунта, г;

в) рассчитать усадку по высоте, диаметру и объему по формулам соответственно:

где , , и , , - соответственно начальные и конечные значения высоты, диаметра, см, и объема образца грунта, см.

5.4. По величинам объема и влажности на каждый момент времени следует построить график зависимости изменения объема образца от влажности (см. обязательное приложение 7).

За величину влажности на пределе усадки () следует принять влажность, соответствующую точке перегиба графика (см. график 1 приложения 6). Допускается нахождение точки перегиба путем восстановления перпендикуляра к графику из точки пересечения касательных к двум ветвям кривой (см. график 2, приложения 6), соответствующим первому и второму этапам сушки образца.

Приложение 1

Справочное

Пояснения терминов, используемых в стандарте

Термины и обозначения	Определения
Влажность набухания (Wн), доли единицы	Влажность, полученная после завершения набухания образца грунта, обжимаемого в условиях, исключающих возможность бокового расширения, заданным давлением
Влажность на пределе усадки ( ), доли единицы	Влажность грунта в момент резкого уменьшения усадки, определяемая по точке перегиба кривой графика зависимости изменения объема образца грунта () от изменения влажности () при высыхании
Давление набухания (), МПа (кгс/см)	Давление на образец грунта, возникающее при замачивании жидкостью и обжатии в условиях, исключающих возможность бокового расширения, при котором деформации набухания или сжатия грунта равны нулю
Давление на образец грунта (), МПа (кгс/см)	Отношение величины нагрузки, приложенной через штамп прибора, к площади штампа
Набухание грунта	1. Свойство глинистого грунта увеличивать свой объем при взаимодействии с водой или другой жидкостью 2. Процесс изменения объема грунта во времени при взаимодействии его с водой или другой жидкостью
Набухание грунта абсолютное (), см	Увеличение высоты образца грунта в процессе испытаний при взаимодействии грунта с водой или другой жидкостью
Набухание грунта относительное ()	Отношение абсолютного набухания к начальной высоте образца грунта
Набухание грунта под нагрузкой ( ), доли единицы	Относительное набухание грунта при данном давлении на образец
Набухание грунта свободное ( ), доли единицы	Относительное набухание грунта, полученное в приборах типа ПНГ, когда давлением от массы штампа и измерительного оборудования, не превышающем 0,006 МПа (0,06 кгс/см), пренебрегают
Степень давления на образец грунта	Величина приращения давления при передаче нагрузки через штамп на образец грунта во время испытаний
Усадка грунта	1. Свойство глинистого грунта уменьшать свой объем при испарении из него влаги 2. Процесс изменения линейных размеров и объема образца грунта во времени при испарении из него влаги.
Усадка грунта абсолютная по: высоте ( ), см; диаметру ( ), см; объему (), см	Уменьшение высоты (), диаметра (), объема () образца грунта во время испытаний
Усадка грунта относительная по высоте (), диаметру (), объему ()	Отношение абсолютной усадки образца грунта по высоте, диаметру, объему к их начальным размерам соответственно

Приложение 2

Рекомендуемое

Приспособление для измерения диаметра и высоты

образцов при усадке

1 - основание; 2 - стойка; 3 - стопор горизонтального перемещения держателя; 4 - стопор вертикального

перемещения держателя; 5 - держатель штангенциркуля; 6 - крепежный винт; 7 - штангенциркуль

с погрешностью измерения 0,05мм; 8 - нониус; 9 - стопор нониуса; 10 - микрометрический винт;

11 - стопор микрометрического механизма; 12 - подкладка;

13 - образец грунта; 14 - предметный столик.

Приложение 3

Рекомендуемое

Журнал испытаний свободного набухания грунта в ПНГ

Организация____________Объект___________Сооружение_________

(лаборатория) (пункт)

Лабораторный______________Прибор (тип, номер и т.д.)__________

номер образца

Шурф №_______глубина от______до_______м Структура_________

(скважина)

Визуальное описание грунта в лаборатории______________________

___________________________________________________________

Условия проведения испытаний________________________________

(условия замачивания, вид жидкости, химический состав, концентрация и т.д.)____________________________________________

Наименование определяемых параметров	Величина определяемых параметров		Примечание
	до испытания	после испытания
Масса образца грунта с кольцом, г
Масса кольца, г
Масса образца грунта, г
Высота кольца, см
Высота образца грунта, см
Диаметр кольца, см
Площадь кольца, см

ГОСТ 12071-84

Группа Ж39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Грунты

Отбор, упаковка, транспортирование и хранение

образцов

Soils. Sampling, packing, transportation and

keeping of samples

ОКСТУ 5708

Дата введения 1985-07-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 сентября 1984 г. N 166

ВЗАМЕН ГОСТ 12071-72

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 1994 г.

Настоящий стандарт распространяется на грунты всех типов и устанавливает требования к отбору, упаковке, транспортированию и хранению образцов при исследованиях грунтов для строительства.

1. Общие положения

1.1. Образцы грунта отбирают ненарушенного (монолит) или нарушенного сложения при сохранении природного гранулометрического состава.

1.2, Образцы грунта отбирают из зачищенных участков горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.) и дна акваторий.

1.3. Монолиты должны быть ориентированы (отмечают верх монолита).

1.4. Горные выработки должны быть защищены от проникновения поверхностных вод и атмосферных осадков, а в зимнее время - от промерзания.

1.5. Монолиты мерзлого грунта отбирают при отрицательной температуре окружающего воздуха или в теплое время года при условии немедленной их теплоизоляции или доставки в хранилище с отрицательной температурой воздуха.

1.6. Горные выработки для отбора монолитов мерзлого грунта необходимо проходить без предварительного протаивания грунта и при условии предохранения места отбора монолита от протаивания и подтока надмерзлотных вод.

1.7. Монолиты мерзлого грунта, предназначенные для определения механических характеристик, отбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 24586-90.

1.8. Количество и размеры образцов грунта должны быть достаточными для проведения комплекса лабораторных испытаний, установленного программой исследований.

2. Оборудование и материалы

2.1. Образцы нарушенного сложения отбирают с помощью ножа, лопаты и пр., а также с помощью буровых наконечников при бурении скважин.

2.2. Монолиты отбирают с помощью ножа, лопаты, режущих колец и пр., а также с помощью грунтоносов.

2.3. Грунтоносы должны обеспечивать отбор монолитов с природной влажностью диаметром (стороной), достаточным для вырезания образцов грунта с размерами, определяемыми оборудованием для испытаний грунта.

При этом следует учитывать наличие нарушенной периферийной зоны монолита, толщину которой принимают равной 3 мм для грунтов с жесткими структурными связями, 20 мм - для крупнообломочных грунтов, 10 мм - для песчаных и пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести I(L) менее 0,75, 5 мм - для пылевато-глинистых грунтов при I(L) более 0,75.

2.4. Для упаковки образцов нарушенного сложения применяют тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта (обычно мешочки из синтетической пленки, плотной материи или водостойкой бумаги), а также металлические коррозионностойкие или пластмассовые банки с герметически закрывающимися крышками.

2.5. Для упаковки монолитов тару изготовляют из коррозионностойких материалов (парафинированная бумага, пластмасса и т.п.).

2.6. Для изоляции монолитов применяют парафин с добавкой 35-50% (по массе) гудрона.

Примечание. Допускается для изоляции монолитов применять вместо смеси парафина с гудроном заменители, обладающие достаточными свойствами изоляции и пластичности: смесь 60% парафина, 25% воска, 10% - канифоли и 5% минерального масла или смесь 37,5% воска, 37,5% канифоли, 25% окиси железа; церезин по ГОСТ 2488-79.

3. Отбор образцов грунта

3.1. Отбор образцов грунта нарушенного сложения

3.1.1. Образцы грунта с жесткими структурными связями отбирают взрывным способом или при бурении скважин с помощью буровых наконечников.

3.1.2. Образцы трещиноватого грунта с жесткими структурными связями, а также грунта без жестких структурных связей отбирают из горных выработок и со дна акваторий с помощью буровых наконечников при бурении скважин, ножа, лопаты и пр.

3.1.3. Для отбора образцов немерзлого водонасыщенного грунта, для которых не требуется сохранение природной влажности, бурение скважин колонковым способом допускается производить с применением глинистого раствора плотностью не менее 1200 кг/куб.м (1,2 г/куб.см).

Для отбора образцов грунта, для которых требуется сохранение природной влажности, бурение скважин необходимо производить без применения промывочной жидкости и без подлива в них воды, с пониженным числом оборотов бурового инструмента, а для отбора образцов мерзлого грунта, кроме того, с укороченной длиной рейса до 0,3 м и частотой вращения бурового инструмента не более 60 об/мин.

Для отбора образцов мерзлого грунта бурение скважин допускается производить с продувкой воздухом, охлажденным до отрицательной температуры.

3.1.4. Из переслаивающихся грунтов без жестких структурных связей, имеющих толщину каждого слоя, прослоя или линзы менее 5 см, образцы допускается отбирать бороздовым способом.

3.2. Отбор монолитов

3.2.1. Монолиты, у которых сохраняется форма без жесткой тары, отбирают с помощью ножа, лопаты и пр. в виде куска грунта (обычно в форме куба или параллелепипеда). При отборе монолита не допускается нарушение сложения грунта.

3.2.2. Монолиты, у которых сохраняется форма без жесткой тары, отбирают методом режущего кольца по ГОСТ 5180-84. Внутренний диаметр режущего кольца определяют с учетом требований п.2.3. Высота кольца должна быть не менее одного диаметра.

3.2.3. Монолиты трещиноватого грунта с жесткими структурными связями, а также крупнообломочного грунта допускается отбирать способом насаживания тары на образец.

3.2.4. При отборе монолитов из скважин с помощью грунтоноса без применения специальных средств, исключающих трение между ним и монолитом, максимальная длина рейса грунтоноса не должна превышать 2,0 м для грунтов с жесткими структурными связями, 1,5 м - для крупнообломочных грунтов и 0,7 м - для песчаных и пылевато-глинистых грунтов.

Высота монолита должна быть не менее его диаметра.

3.2.5. Отбор из скважин монолитов грунта с жесткими структурными связями, не разрушающихся от воздействия промывочной жидкости и от механического воздействия бурового инструмента, следует производить с применением одинарных колонковых труб, а монолитов остальных грунтов этого класса - двойными колонковыми трубами с внутренней невращающейся в процессе отбора монолита трубой.

В качестве промывочной жидкости при отборе монолитов одинарными колонковыми трубами допускается использовать воду или глинистый раствор.

При отборе монолитов двойными колонковыми трубами необходимо применять глинистый раствор и соблюдать следующий режим бурения:

осевая нагрузка 6-10 кН (0,6-1,0 тс)

частота вращения менее 100 об/мин

3.2.6. Монолиты немерзлых грунтов без жестких структурных связей отбирают в процессе бурения скважин без применения промывочной жидкости и без подлива в них воды, с перекрытием водоносных горизонтов и неустойчивых грунтов.

3.2.7. Монолиты немерзлых плотных и средней плотности песчаных грунтов, а также пылевато-глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции отбирают с помощью обуривающих грунтоносов.

Обуривающий грунтонос должен быть оборудован внутренним невращающимся стаканом (грунтоприемной гильзой). Частота вращения грунтоноса при отборе монолита не должна превышать 60 об/мин, осевая нагрузка не грунтонос - не более 1 кН (0,1 тс).

Монолиты немерзлых твердых и полутвердых пылевато-глинистых непросадочных грунтов допускается отбирать с помощью забивных грунтоносов.

3.2.8. Монолиты немерзлых пылевато-глинистых грунтов тугопластичной консистенции отбирают с помощью вдавливаемых тонкостенных цилиндрических грунтоносов с толщиной стенки не более 3 мм погружаемых со скоростью не более 2 м/мин.

Башмак грунтоноса должен иметь заостренный снаружи под углом 10 град. нижний край, а внутренний диаметр башмака должен быть на 2 мм меньше внутреннего диаметра грунтоприемной гильзы.

3.2.9. Монолиты немерзлых рыхлых песчаных грунтов, а также пылевато-глинистых грунтов мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции отбирают с помощью вдавливаемых цилиндрических или прямоугольных грунтоносов с частично или полностью перекрываемым входным отверстием, погружаемых со скоростью не более 0,5 м/мин.

Внутренний диаметр (сторона) башмака грунтоноса должен быть на 0,5-1,0 мм меньше внутреннего диаметра (стороны) грунтоприемной гильзы.

3.2.10. Для грунтов без жестких структурных связей допускается применение поршневых грунтоносов с отбором монолитов в гильзы или рукава.

3.2.11. Монолиты мерзлого грунта отбирают с помощью бурового инструмента, обеспечивающего ненарушенное сложение и сохранение мерзлого состояния грунта.

Отбор монолитов мерзлого грунта следует производить с соблюдением требований п.3.1.3.

4. Упаковка образцов

4.1. Образцы грунта нарушенного сложения, для которых не требуется сохранения природной влажности, укладывают в тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта (п.2.4).

4.2. Образцы грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, укладывают в тару с герметически закрывающимися крышками (п.2.4).

Примечание. Образцы грунта нарушенного сложения, предназначенные для определения природной влажности, допускается укладывать в мешочки из синтетической пленки при условии взвешивания образцов немедленно после их отбора.

4.3. Вместе с образцом грунта нарушенного сложения внутрь тары укладывают этикетку (п.4.6), завернутую в кальку, покрытую слоем парафина; вторую этикетку - наклеивают на тару. Содержание этикетки допускается надписывать на таре.

4.4. Монолиты грунта, отобранные без жесткой тары, необходимо немедленно изолировать от наружного воздуха способом парафинирования или намораживания.

Смесь парафина с гудроном, применяемая для изоляции монолитов, должна иметь температуру 55-60 град.С.

До парафинирования на верхнюю грань монолита следует положить этикетку, завернутую в кальку, покрытую парафином. Второй экземпляр этикетки, смоченной расплавленным парафином, необходимо прикрепить сверху запарафинированного монолита и также покрыть слоем парафина.

Монолиты мерзлого грунта допускается изолировать способом намораживания на них корки льда толщиной не менее 1 см. После каждого погружения в воду или обливания вода на поверхности монолита должна быть заморожена. Второй экземпляр этикетки необходимо прикрепить сверху монолита перед последним погружением или обливанием водой.

4.5. Монолиты грунта, отобранные в жесткую тару или помещенные в нее непосредственно после отбора, следует немедленно упаковать. Открытые торцы необходимо закрыть жесткими крышками с резиновыми прокладками. Если резиновые прокладки отсутствуют, места соединения крышки с тарой покрывают двойным слоем изоляционной ленты или заливают расплавленным парафином. До установки крышки на верхнюю грань монолита следует положить этикетку. Второй экземпляр этикетки прикрепляют на боковой поверхности жесткой тары.

4.6. На этикетке должны быть указаны:

а) наименование организации, производящей изыскания;

б) название или номер изыскательской партии (экспедиции);

в) наименование объекта (участка);

г) название выработки и ее номер;

д) глубина отбора образца;

е) наименование грунта по визуальному определению;

ж) должность и фамилия лица, производящего отбор образцов, и его подпись;

з) дата отбора образца.

Этикетки должны быть заполнены четко простым карандашом, исключающим возможность обесцвечивания или расплывания записей.

4.7. Образцы грунта, предназначенные для транспортирования в лаборатории, упаковывают в ящики.

Укладка монолитов грунта в ящик должна быть плотной, с заполнением свободного пространства между ними влажными (для монолитов немерзлого грунта) или сухими (для монолитов мерзлого грунта) древесными опилками, стружкой или аналогичными им по свойствам материалами.

При укладке монолиты отделяют от стен ящика слоем заполнителя толщиной 3-4 см и друг от друга слоем толщиной 2-3 см.

Под крышку ящика следует положить завернутую в кальку ведомость образцов. Ящики нумеруют, снабжают надписями: "Верх", "Не бросать" и "Не кантовать", а также адресами получателя и отправителя.

5. Транспортирование и хранение образцов

5.1. Монолиты грунта при транспортировании не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействиям.

5.2. Монолиты немерзлых грунтов, упакованные в ящики, следует транспортировать при положительной температуре окружающего воздуха, а монолиты мерзлых грунтов - при отрицательной температуре воздуха или транспортом, оборудованным холодильными камерами.

5.3. Упакованные образцы грунта, доставленные в лабораторию без документации, соответствующей требованиям пп.4.6 и 4.7, принимать на хранение и производство лабораторных испытаний запрещается.

5.4. Упакованные образцы немерзлого грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, а также упакованные монолиты следует хранить в помещениях или камерах, в которых соблюдаются следующие требования:

а) воздух в помещениях или камерах должен иметь относительную влажность 70-80% и температуру плюс 2-10 град.С при хранении монолитов и образцов немерзлого грунта;

б) воздух в помещениях или камерах должен иметь относительную влажность 80-90% и отрицательную температуру при хранении монолитов мерзлого грунта;

в) помещения или камеры, в которых хранятся монолиты, не должны подвергаться резким динамическим воздействиям;

г) на полках помещения или камеры монолиты размещают в один ярус таким образом, чтобы этикетки находились сверху;

д) монолиты не должны касаться друг друга и стоек полок;

е) монолит должен быть размещен на полке всей нижней поверхностью;

ж) на монолитах запрещается помещать какие-либо предметы.

5.5. Сроки хранения монолитов (с момента отбора до начала лабораторных испытаний) в помещениях или камерах, соответствующих требованиям п.5.4, не должны превышать:

для немерзлых грунтов с жесткими структурными связями, маловлажных песчаных, а также пылевато-глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции - 3 мес;

для других разновидностей немерзлых грунтов - 1,5 мес.

5.6. Срок хранения упакованных монолитов (с момента отбора до начала лабораторных испытаний) при отсутствии помещений или камер, соответствующих требованиям п.5.4, не должен превышать 15 сут.

5.7. Срок хранения упакованных образцов грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности (с момента отбора до начала лабораторных испытаний), не должен превышать 2 сут.

Примечание. Образцы, взвешенные немедленно после отбора, допускается хранить более 2 сут.

5.8. Монолиты грунта, имеющие повреждения гидроизоляционного слоя и дефекты упаковки или хранения, допускается принимать к лабораторным испытаниям только как образцы грунта нарушенного сложения.

6.7. Термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции определяют по формуле

где	разность температур на границах слоя, ;
	то же, что в формулах (5) и (6).

С целью сопоставления фактических значений теплопроводности материалов, использованных в конструкции, с проектными значениями, теплопроводность материала слоя определяют по формуле

где толщина слоя, м.

6.8. Доверительный интервал определения значений сопротивления теплопередаче вычисляют по формуле

где	среднее сопротивление теплопередаче, определенное при испытаниях ограждающей конструкции по формуле (1), (2), мВт;
	суммарная абсолютная погрешность результата испытания, вычисленная по приложению 3, мВт.

6.9. Относительная погрешность определения сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции по данному методу не должна превышать 15%.

6.10. Полученные в результате испытаний значения сопротивления теплопередаче и должны быть не менее значений, указанных в стандартах, технических условиях на ограждающие конструкции или проектных значений.

Коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции , учитывающий влияние стыков, обрамляющих ребер и других теплопроводных включений, должен быть не ниже значений, приведенных в приложении 6.

6.11. Для установления соответствия опытных значений температур внутренней поверхности нормируемым значениям, полученные в результате испытаний температуры внутренней поверхности ограждения пересчитывают по приложению 7 на расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха и , принимаемые для конкретного вида здания и климатического района в соответствии с ГОСТ 12.1.005 и проектом.

7. Требования безопасности

7.1. При работе с оборудованием климатических камер и при проведении испытаний в зимних условиях эксплуатации зданий должны соблюдаться требования безопасности в соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденными Госэнергонадзором и общие требования электробезопасности в строительстве по ГОСТ 12.1.013.

7.2. Монтаж датчиков на наружной поверхности ограждающей конструкции на этажах выше первого должен проводиться с лоджий, балконов или монтажных средств с соблюдением требований безопасности при работе на высоте.

Приложение 1

Рекомендуемое

Перечень приборов и оборудования для определения сопротивления

теплопередаче ограждающих конструкций

Термопары хромель-алюмель или хромель-копель с диаметром электродов 0,3 мм и длиной до 25000 мм и ПХВ изоляцией по ГОСТ 3044 и ГОСТ 1790.

Измерители теплового потока ИТП-11 или ИТП-7 по ТУ А10Т2.825.013 ТУ.

Термощуп-термометр ЭТП-М по ТУ-7-23-78.

Преобразователи тепловых потоков (тепломеры) по ГОСТ 7076.

Тепловизионная или терморадиационная система.

Аспирационный психрометр.

Метеорологический недельный термограф М-16И по ГОСТ 6416.

Метеорологический недельный гигрограф М21Н или М32Н.

Лабораторный термометр типа 4-1 (от минус 30 до плюс 20С) по ГОСТ 27544.

Метеорологический низкоградусный термометр ТМ-9 по ГОСТ 112.

Метеорологический термометр ТМ-8 по ГОСТ 112.

Ручной чашечный анемометр МЕ-13 или АРИ-49 по ГОСТ 6376 или ГОСТ 7193.

Сосуд Дьюара.

Микроманометр ММН по ГОСТ 11161.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104.

Стаканчики типа СВ или СН по ГОСТ 25336.

Шлямбур диаметром 15 мм с победитовым наконечником.

Сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801.397.

Кувалда массой до 4 кг.

Секундомер С-1-2-А.

Стальная рулетка 10000 мм РЗ-10.

Эксикатор по ГОСТ 25336.

Компас.

Приборы для автоматической записи показаний термопар

Электронный потенциометр ЭПП-09МЗ на 24 точки или КСП-4 на 12 точек, градуировка на термопары ХК или в мВ.

Электронный уравновешивающий ленточный самописец на 12 точек, градуировка в мВ, предел измерения от минус 5 до плюс 5 мВ.

Электронный потенциометр на 12 точек, градуировка в мВ, пределы измерения от 0 до плюс 10 мВ.

Приборы для ручной записи показаний термодатчиков

Переносной потенциометр ПП-63, КП-59, Р-306, Р-305 или цифровой микровольтметр В-7-21.

Щитовые переключатели 20 - точечные типа ПНТ.

Примечание. Допускается использовать другие приборы, оборудование и измерительные средства, отвечающие требованиям и поверенные в установленном порядке. Количество их определяют в соответствии с программой и схемой испытаний.

Приложение 2

Справочное

Схема размещения термопар на испытываемой ограждающей

конструкции и подключения их к измерительной аппаратуре

План помещения Центральная

вертикаль (ц. в.)

Развертка стены

1 - наружный угол; 2 - стык наружных панелей; 3 - стык наружной и внутренней панелей

Сечение стены и подключение датчиков

1 - рабочие спаи термопар; 2 - холодный спай термопар; 3 - преобразователь теплового потока; 4 - многоточечный переключатель; 5 - измерительный прибор; 6 - термостат (сосуд Дьюара)

Приложение 3

Рекомендуемое

Пример определения диапазона температур наружного воздуха

и погрешности вычисления сопротивления теплопередаче

ограждающей конструкции

1. Определяют сопротивление теплопередаче наружных стен жилого дома в зимних условиях эксплуатации здания.

Согласно проекту сопротивление теплопередаче наружной стены по основному полю равно мС/Вт. Среднее экспериментальное значение сопротивления теплопередаче вычисляют по результатам измерений по формуле

где ,	средняя температура соответственно внутреннего и наружного воздуха в периоды испытаний, °С;
	средняя плотность теплового потока, проходящего через ограждение, Вт/м.

Плотность теплового потока измеряют прибором ИТП-11 в соответствии с ГОСТ 25380 с установкой предела измерения 50 Вт/м. Температуру воздуха измеряют ртутными термометрами с ценой деления 0,2°С.

2. В соответствии с теорией погрешностей в данном случае абсолютную суммарную погрешность измерений определяют по формуле

где	абсолютная погрешность измерения плотности теплового потока, Вт/м;
	абсолютная погрешность измерения разности температур, °С.

Основную относительную погрешность прибора ИТП-11 в процентах вычисляют по формуле

где	значение предела измерения, Вт/м;
	значение измеренной плотности теплового потока, Вт/м.

Основную абсолютную погрешность измерения прибором ИТП-11 вычисляют по формуле

Основную абсолютную погрешность измерения ртутными термометрами принимают равной половине цены деления шкалы

Так как отношение к пренебрежимо мало, то в дальнейшем его не учитывают.

Экспериментальное значение сопротивления теплопередаче подлежащей испытанию конструкции, принимают приблизительно равным его проектному значению . Подставляя формулу (4) в формулу (2), получают

Анализ формулы (5) показывает, что чем больше отношение , тем больше погрешность измерения. При измерении плотности теплового потока прибором ИТП-11 с установкой предела измерения Вт/м и соблюдением относительной погрешности измерений 5% текущее значение измеряемой плотности теплового потока по формуле (3) будет равно

Вт/м.

Абсолютная погрешность измерений по формуле (5) по основному полю стены с 1мС/Вт составит:

максимальная

мС/Вт;

минимальная

мС/Вт.

При использовании прибора ИТП-11 при испытаниях необходимо обеспечить условия, при которых измеряемая плотность теплового потока находилась бы в диапазоне 33-50 Вт/м.

Определяют диапазон разностей температур, обеспечивающих этот диапазон плотностей теплового потока.

Из формулы (1) настоящего приложения получают

Учитывая, что , получают значения:

;

.

Диапазон наружных температур, при которых необходимо проводить испытания наружной стены жилого здания при соблюдении минимального диапазона суммарной абсолютной погрешности измерений составит:

Сроки испытаний ограждающих конструкций в зимних условиях эксплуатации зданий назначают в соответствии с прогнозом погоды на период стояния наружных температур от минус 15 до минус 32С. В этих условиях будет использована верхняя часть шкалы первого диапазона прибора ИТП-11 (от 33 до 50 Вт/м) и измерения плотности теплового потока будут выполнены с минимальной погрешностью.

Если в результате проведенных испытаний получено, что 1,04мС/Вт, то доверительный интервал с учетом вычисленной выше суммарной абсолютной погрешности измерений представляют в виде

где максимальная абсолютная погрешность измерений.

Если в соответствии с поставленной задачей допускается большая чем в примере погрешность измерения, натурные испытания могут быть проведены при более высоких температурах наружного воздуха.

Так, например, используя формулы (1) - (6), вычислим, что при натурных испытаниях такой же ограждающей конструкции с использованием тех же средств при средней температуре наружного воздуха за расчетные периоды -5°С, доверительный интервал определения сопротивления теплопередаче составит 0,98 - 1,1 мС/Вт.

Приложение 4

Рекомендуемое

Журнал записи измеряемых параметров при определении

сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Хара- кте- ристи- ка ограж- даю- щей кон- струк- ции

Номера терми- чески одно- родных зон конст- рукций

Номера установ- ленных термо- датчиков

Текущие значения температур поверх- ности

Средняя темпера- тура терми- чески однород- ной зоны

Но- мера дат- чиков тепло- вых пото- ков

Текущие значения плотности тепловых потоков

Сред- няя плот- ность теп- лового потока ,

Номера датчиков изме- рения относи- тельной влаж- ности воздуха

Текущие значения относи- тельной влаж- ности воздуха , %

Средняя относи- тельная влаж- ность воздуха , %

Приме- чания

, °С

, °С

, °С

, °С

мВ

Вт/м

Приложение 5

Справочное

Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки

Толщина воздушной прослойки, м	Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки , мС/Вт
	горизонтальной при потоке тепла снизу вверх и вертикальной		горизонтальной при потоке тепла сверху вниз
	при температуре воздуха в прослойке
	положительной	отрицательной	положительной	отрицательной
0,01 0,02 0,03 0,05 0,1 0,15 0,2-0,3	0,13 0,14 0,14 0,14 0,15 0,15 0,15	0,15 0,15 0,16 0,17 0,18 0,18 0,19	0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,19	0,15 0,19 0,21 0,22 0,23 0,24 0,24
Примечание. При оклейке одной или обеих поверхностей воздушной прослойки алюминиевой фольгой термическое сопротивление следует увеличить в два раза.

Приложение 6

Справочное

Коэффициент теплотехнической однородности ограждающей

конструкции , учитывающий влияние стыков, обрамляющих ребер

и других теплопроводных включений, для основных наиболее

распространенных наружных стен

Вид стен и использованные материалы	Коэффициент
Из однослойных легкобетонных панелей	0,85-0,90
Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями	0,75-0,85
Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и железобетонными шпонками или ребрами из керамзитобетона	0,70-0,80
Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и железобетонными ребрами	0,50-0,65
Из трехслойных панелей на основе древесины, асбестоцемента и других листовых материалов с эффективным утеплителем при полистовой сборке при ширине панелей 6 и 12 м без каркаса	0,90-0,95
Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из пенопласта без обрамлений в зоне стыка	0,85-0,95
Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из пенопласта с обрамлением в зоне стыка	0,65-0,80
Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из минеральной ваты с различным каркасом	0,55-0,85
Из трехслойных асбестоцементных панелей с минераловатным утеплителем с различным каркасом	0,50-0,75
Примечание. Значение коэффициента определяют на основе расчета температурных полей или экспериментально.

Приложение 7

Рекомендуемое

Пересчет температуры внутренней поверхности ограждения, полученной

в результате испытаний, на расчетные температурные условия

1. Температуру внутренней поверхности ограждения при расчетных температурных условиях определяют по формуле

где	расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по ГОСТ 12.1.005 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;
	температура внутренней поверхности ограждения при без учета изменения коэффициента теплоотдачи , определяемая по формуле

ГОСТ 26254-84

УДК 624.01.001.4:006.354 Группа Ж39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Здания и сооружения

Методы определения сопротивления теплопередаче

ограждающих конструкций

Buildings and structures.

Methods for determination of thermal resistance

of enclosing structures

Дата введения 1985-01-01

Информационные данные

1. РАЗРАБОТАН

Научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ) Госстроя СССР

Научно-исследовательским институтом строительных конструкций (НИИСК) Госстроя СССР

Центральным научно-исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования жилища (ЦНИИЭПжилища) Госгражданстроя

РАЗРАБОТЧИКИ

И.Г. Кожевников, канд. техн. наук (руководитель темы); И.Н. Бутовский, канд. техн. наук; В.П. Хоменко, канд. техн. наук; Г.Г. Фаренюк, канд. техн. наук; Е.И. Семенова, канд. техн. наук; Г.К. Авдеев, канд. техн. наук; А.П. Цепелев, канд. техн. наук; И.С. Лифанов

ВНЕСЕН

Научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ) Госстроя СССР

Директор В.А. Дроздов

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 2 августа 1984 г. № 127

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, приложения
ГОСТ 12.1.005-88 ГОСТ 12.1.013-78 ГОСТ 112-78 ГОСТ 1790-77 ГОСТ 3044-84 ГОСТ 6376-74 ГОСТ 6416-75 ГОСТ 6651-84 ГОСТ 7076-87 ГОСТ 7164-78 ГОСТ 7165-78 ГОСТ 7193-74 ГОСТ 8711-78 ГОСТ 9245-79 ГОСТ 9736-91 ГОСТ 9987-77 ГОСТ 11161-84 ГОСТ 16617-87 ГОСТ 17083-87 ГОСТ 21718-84 ГОСТ 22787-77 ГОСТ 23215-78 ГОСТ 24104-88 ГОСТ 24816-81 ГОСТ 25336-82 ГОСТ 25380-82 ГОСТ 25891-83 ГОСТ 27544-87	6.11, приложение 7 7.1 3.4, приложение 1 3.4, приложение1 3.4, 6.5, приложение 1 3.9, приложение 1 3.5, приложение 1 3.4 Приложение 1 3.1 3.4 3.9, приложение 1 3.4 3.4 3.4 3.1 3.6, приложение 1 3.1 3.1 5.7 3.1 3.1 3.8, приложение 1 5.7 3.8, приложение 1 3.3, 4.12, 5.4, , приложение 3 5.7 3.4, приложение 1
ОСТ 16.0.801.397-87 ОСТ 26-03-2039-87 ТУ 25-05.2792-82	3.8, приложение 1 3.1 5.7

5.ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 1994 г.

Настоящий стандарт распространяется на ограждающие конструкции жилых, общественных, производственных и сельскохозяйственных зданий и сооружений: наружные стены, покрытия, чердачные перекрытия, перекрытия над проездами, холодными подпольями и подвалами, ворота и двери в наружных стенах, другие ограждающие конструкции, разделяющие помещения с различными температурно-влажностными условиями, и устанавливает методы определения сопротивления их теплопередаче в лабораторных и натурных (эксплуатационных) зимних условиях.

Стандарт не распространяется на светопрозрачные ограждающие конструкции.

Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций позволяет количественно оценить теплотехнические качества ограждающих конструкций зданий и сооружений и их соответствие нормативным требованиям, установить реальные потери тепла через наружные ограждающие конструкции, проверить расчетные и конструктивные решения.

1. Общие положения

1.1. Сопротивление теплопередаче , характеризующее способность ограждающей конструкции оказывать сопротивление проходящему через нее тепловому потоку, определяют для участков ограждающих конструкций, имеющих равномерную температуру поверхностей.

1.2. Приведенное сопротивление теплопередаче определяют для ограждающих конструкций, имеющих неоднородные участки (стыки, теплопроводные включения, притворы и т.д.) и соответствующую им неравномерность температуры поверхности.

1.3. Методы определения сопротивления теплопередаче, основанные на создании в ограждающей конструкции условий стационарного теплообмена и измерении температуры внутреннего и наружного воздуха, температуры поверхностей ограждающей конструкции, а также плотности теплового потока, проходящего через нее, по которым вычисляют соответствующие искомые величины по формулам (1) и (2) настоящего стандарта.

1.4. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяют при испытаниях в лабораторных условиях в климатических камерах, в которых по обе стороны испытываемого фрагмента создают температурно-влажностный режим, близкий к расчетным зимним условиям эксплуатации, или в натурных условиях эксплуатации зданий и сооружений в зимний период.

2. Метод отбора образцов

2.1. Сопротивление теплопередаче в лабораторных условиях определяют на образцах, которыми являются целые элементы ограждающих конструкций заводского изготовления или их фрагменты.

2.2. Длина и ширина испытываемого фрагмента ограждающей конструкции должны не менее чем в четыре раза превышать его толщину и быть не менее 1500х1000 мм.

2.3. Порядок отбора образцов для испытаний и их число устанавливают в стандартах или технических условиях на конкретные ограждающие конструкции. При отсутствии в этих документах указаний о числе испытываемых образцов отбирают для испытаний не менее двух однотипных образцов.

2.4. При испытаниях в климатических камерах стыки, примыкания и другие виды соединения элементов ограждающих конструкций или их фрагментов между собой должны быть выполнены в соответствии с проектным решением.

2.5. Сопротивление теплопередаче в натурных условиях определяют на образцах, которыми являются ограждающие конструкции эксплуатируемых или полностью подготовленных к сдаче в эксплуатацию зданий и сооружений, или специально построенных павильонов.

2.6. При натурных испытаниях наружных стен выбирают стены в угловой комнате на первом этаже, ориентированные на север, северо-восток, северо-запад и дополнительно в соответствии с решаемыми задачами на другие стороны горизонта, наиболее неблагоприятные для данной местности (преимущественные ветры, косые дожди и т.д.), и на другом этаже.

2.7. Для испытаний выбирают не менее двух однотипных ограждающих конструкций, с внутренней стороны которых в помещениях поддерживают одинаковые температурно-влажностные условия.

3. Аппаратура и оборудование

3.1. Для определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в лабораторных условиях применяют теплоизолированную климатическую камеру, состоящую из теплого и холодного отсеков, разделенных испытываемой конструкцией.

Для комплектации климатической камеры используют следующую аппаратуру и оборудование:

компрессоры холодопроизводительностью не менее 3,5 кВт или компрессорно-конденсаторные агрегаты холодильных машин по ОСТ 26-03-2039, устанавливаемые вне камеры, и охлаждающие батареи холодильных установок, устанавливаемые внутри холодного отсека для охлаждения в нем воздуха;

маслонаполненные электрорадиаторы по ГОСТ 16617, терморадиаторы, электротепловентиляторы по ГОСТ 17083 или электроконвекторы по ГОСТ 16617 и электроувлажнители воздуха для нагрева и увлажнения воздуха в теплом отсеке камеры;

регуляторы температуры по ГОСТ 9987, автоматические приборы следящего уравновешивания по ГОСТ 7164 или сигнализаторы температуры по ГОСТ 23125 для автоматического поддержания заданной температуры и влажности воздуха в отсеках камеры.

Допускается использовать климатическую камеру, состоящую из холодного отсека, в проем которого монтируют испытываемый фрагмент, и приставного теплого отсека, а также другое оборудование, при условии обеспечения их в холодном и теплом отсеках камеры стационарного режима, соответствующего расчетным зимним условиям эксплуатации ограждающей конструкции.

3.2. Для определения сопротивления теплопередаче в натурных условиях эксплуатации зданий используют тот температурный перепад, который установился на ограждающей конструкции вследствие разности температур наружного и внутреннего воздуха. Для поддержания постоянной температуры воздуха внутри помещения используют оборудование и средства регулирования, указанные в п.3.1.

3.3. Для измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающую конструкцию, используют приборы по ГОСТ 25380.

3.4. Для измерения температур в качестве первичных преобразователей применяют термоэлектрические преобразователи по ГОСТ 3044 с проводами из сплавов хромель, копель и алюмель по ГОСТ 1790 (термопары), медные термопреобразоаватели сопротивления по ГОСТ 6651 и терморезисторы (термометры, сопротивления).

В качестве вторичных измерительных приборов, работающих с термоэлектрическими термометрами и преобразователями тепловых потоков, применяют потенциометры постоянного тока по ГОСТ 9245, милливольтметры по ГОСТ 8711 или по ГОСТ 9736. Термометры сопротивления подключают к измерительным мостам постоянного тока по ГОСТ 7165.

Для оперативного измерения температурного поля поверхностей ограждающей конструкции используют термощупы, терморадиометры, тепловизоры (см. приложение 1).

Температуру воздуха контролируют с помощью стеклянных термометров расширения по ГОСТ 112 (нижний предел минус 70°С) и ГОСТ 27544.

Допускается применение других первичных преобразователей температур и приборов, поверенных в установленном порядке.

3.5. Для непрерывной регистрации характера изменения температуры воздуха внутри помещения используют термографы по ГОСТ 6416.

3.6. Для измерения разности давления воздуха по обе стороны испытываемой конструкции применяют микроманометр ММН по ГОСТ 11161.

3.7. Для измерения относительной влажности воздуха используют аспирационные психрометры, а для регистрации характера изменения влажности используют гигрографы по действующей нормативно-технической документации.

3.8. Для определения влажности материалов ограждающих конструкций применяют стаканчики типа СВ или СН по ГОСТ 25336, сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801.397, лабораторные образцовые весы с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104, эксикаторы по ГОСТ 25336.

3.9. Скорость ветра в натурных условиях определяют ручным анемометром по ГОСТ 6376 или ГОСТ 7193.

3.10. Для проверки работы оборудования климатической камеры, измерительной аппаратуры и условий теплообмена в теплом и холодном отсеках камеры используют контрольный фрагмент с известным термическим сопротивлением в пределах 1-2 (м²°C )/Вт, габаритные размеры которого должны соответствовать размерам и конфигурации проема, в который устанавливают испытываемую конструкцию. Конструктивное решение и материал контрольного фрагмента должны обеспечивать неизменность во времени его теплотехнических свойств. Климатическую камеру проверяют не реже одного раза в год.

3.11. Перечень приборов и оборудования для определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в лабораторных и натурных условиях приведен в приложении 1.

4. Подготовка к испытаниям

4.1. Подготовку к экспериментальному определению сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции начинают с составления программы испытаний и схемы размещения первичных преобразователей температур и тепловых потоков. В программе испытаний определяют вид испытания (лабораторные, павильонные, натурные), объекты, район, ориентировочные сроки, объем испытаний, виды ограждающих конструкций, контролируемые сечения и др. данные, необходимые для решения поставленной задачи.

4.2. Схему размещения первичных преобразователей температур и тепловых потоков составляют на основе проектного решения конструкции или по предварительно установленному температурному полю поверхности испытываемой ограждающей конструкции. Для этого при испытаниях в климатических камерах или павильонах полностью смонтированную ограждающую конструкцию подвергают временному тепловому воздействию при помощи оборудования, указанного в п.3.1, после чего, не дожидаясь установления стационарного режима, с целью выявления теплопроводных включений и термически однородных зон, их конфигурации и размеров, снимают температурное поле с помощью тепловизора, терморадиометра или термощупа. Контуры основных температурных зон по результатам термографирования наносят на поверхность ограждающей конструкции.

При натурных испытаниях сразу приступают к измерению температур поверхностей и устанавливают термически однородные зоны и места расположения теплопроводных включений.

4.3. Тепловизор устанавливают таким образом, чтобы в поле зрения попала по возможности вся конструкция. Полученные на мониторе термограммы фиксируют с помощью фотоаппарата или видеомагнитофона. Допускается получение изображения всей площади испытываемого фрагмента ограждающей конструкции последовательным термографированием участков.

4.4. При измерении температур термощупом внутреннюю и наружную поверхности ограждающей конструкции разбивают на квадраты со сторонами не более 500 мм. Зоны с теплопроводными включениями разбивают на более мелкие квадраты в соответствии с конструктивными особенностями. Температуру поверхности измеряют в вершинах этих квадратов и непосредственно против теплопроводных включений. Значения температур наносят на эскиз ограждающей конструкции. Точки с равными температурами соединяют изотермами, определяют конфигурацию и размеры изотермических зон. Для выявления термически однородных участков допускается ограничиться измерением температур внутренней поверхности ограждающей конструкции в случае невозможности измерения температур с наружной стороны.

4.5. Первичные преобразователи температур и тепловых потоков располагают в соответствии со схемой. Пример схемы размещения термопар по сечению и на поверхности ограждающей конструкции и подключения их к измерительной аппаратуре приведен в приложении 2.

При необходимости схему размещения первичных датчиков уточняют по результатам термографирования поверхности испытываемой ограждающей конструкции.

4.6. Для определения сопротивления теплопередаче части ограждающей конструкции, равномерной по температуре поверхности, , преобразователи температур и тепловых потоков устанавливают не менее чем в двух характерных сечениях с одинаковым проектным решением.

4.7. Для определения термодатчики располагают в центре термически однородных зон фрагментов ограждающей конструкции (панелей, плит, блоков, монолитных и кирпичных частей зданий, дверей) и дополнительно в местах с теплопроводными включениями, в углах, в стыках.

4.8. Для измерения термического сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции чувствительные элементы термодатчиков монтируют в сечениях по п.4.6 в толще фрагмента ограждающей конструкции при его изготовлении с шагом 50-70 мм и для многослойных конструкций дополнительно на границах слоев.

4.9. При наличии в ограждающих конструкциях вентилируемых прослоек чувствительные элементы термодатчиков устанавливают с шагом не менее 500 мм на поверхностях и в центре прослойки.

Преобразователи тепловых потоков закрепляют на внутренней и наружной поверхностях испытываемого ограждения не менее чем по два на каждой поверхности.

4.10. Для измерения температур внутреннего воздуха чувствительные элементы термодатчиков устанавливают по вертикали в центре помещения на расстоянии 100, 250, 750 и 1500 мм от пола и 100 и 250 мм от потолка. Для помещений высотой более 5000 мм термодатчики по вертикали устанавливают дополнительно с шагом 1000 мм.

Для измерения температур внутреннего и наружного воздуха вблизи ограждающей конструкции термодатчики устанавливают на расстоянии 100 мм от внутренней поверхности каждой характерной зоны и на расстоянии 100 мм от наружной поверхности не менее чем двух характерных зон.

4.11. Чувствительные элементы термодатчиков плотно прикрепляют к поверхности испытываемой конструкции.

При использовании термопар допускается закреплять их на поверхности ограждающей конструкции с помощью клеящих составов: гипса или пластилина, толщина которых должна быть не более 2 мм. Степень черноты используемых клеящих материалов должна быть близка к степени черноты поверхности ограждающей конструкции.

При этом термометрический провод от места закрепления чувствительного элемента отводят по поверхности ограждающей конструкции в направлении изотерм или минимального градиента температур на длину не менее 50 диаметров провода. Сопротивление электрической изоляции между цепью термопреобразователя и наружной металлической арматурой должно быть не менее 20 МОм при температуре ( и относительной влажности воздуха от 30 до 80%.

Свободные концы термопар помещают в термостат с температурой . Допускается использовать в качестве термостата сосуд Дьюара. При этом в нем должны быть одновременно пар, вода и лед дистиллированной воды.

Термопары подключают к вторичному измерительному прибору через промежуточный многоточечный переключатель.

4.12. Для измерения плотности теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию, на ее внутренней поверхности устанавливают по одному преобразователю теплового потока в каждой характерной зоне. Преобразователи теплового потока на поверхности ограждающей конструкции закрепляют в соответствии с ГОСТ 25380.

4.13. Для измерения разности давления воздуха концы шлангов от микроманометра располагают по обе стороны испытываемой конструкции на уровне 1000 мм от пола.

4.14. Гигрографы, гигрометры, аспирационные психрометры и термографы, предназначенные для контроля и регулирования температуры и относительной влажности воздуха, устанавливают в центре помещения или отсека климатической камеры, на высоте 1500 мм от пола.

4.15. При испытаниях в климатической камере после проверки готовности оборудования и измерительных средств теплый и холодный отсеки с помощью герметичных дверей изолируют от наружного воздуха. На регулирующей аппаратуре устанавливают заданные температуру и влажность воздуха в каждом отсеке и включают холодильное, нагревательное и воздухоувлажняющее оборудование камеры.

5. Проведение испытаний

5.1. При проведении испытаний в лабораторных условиях температуру и относительную влажность воздуха в отсеках климатической камеры поддерживают автоматически с точностью и %.

5.2. Температуры и плотности тепловых потоков измеряют после достижения в испытываемой ограждающей конструкции стационарного или близкого к нему режима, наступление которого определяют по контрольным измерениям температур на поверхности и внутри испытываемой конструкции.

После установления в отсеках климатической камеры заданной температуры воздуха измерения производят для ограждающих конструкций с тепловой инерцией до 1,5 не менее чем через 1,5 сут., с тепловой инерцией от 1,5 до 4 - через 4 сут., с тепловой инерцией от 4 до 7 - через 7 сут., и с тепловой инерцией свыше 7 - через 7,5 сут.

Значения тепловой инерции ограждающих конструкций определяют по строительным нормам и правилам, утвержденным Госстроем СССР.

Число замеров при стационарном режиме должно быть не менее 10 при общей продолжительности измерений не менее 1 сут.

5.3. Испытания в натурных условиях проводят в периоды, когда разность среднесуточных температур наружного и внутреннего воздуха и соответствующий тепловой поток обеспечивают получение результата с погрешностью не более 15% (см. приложение 3).

Продолжительность измерений в натурных условиях определяют по результатам предварительной обработки данных измерений в ходе испытаний, при которой учитывают стабильность температуры наружного воздуха в период испытаний и в предшествующие дни и тепловую инерцию ограждающей конструкции. Продолжительность измерений в натурных условиях эксплуатации должна составлять не менее 15 сут.

5.4. Плотность теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию, измеряют по ГОСТ 25380.

5.5. Контрольную запись температуры и влажности внутреннего воздуха при помощи термографа и гигрографа ведут непрерывно.

5.6. При отсутствии системы автоматизированного сбора опытных данных температуры и плотности тепловых потоков измеряют круглосуточно через каждые 3 ч (0; 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21 ч). Влажность воздуха в помещении или отсеке климатической камеры измеряют через каждые 6 ч (0; 6; 12; 18 ч).

Результаты измерений заносят в журнал наблюдений по форме, приведенной в приложении 4.

5.7. Для установления соответствия экспериментальных значений сопротивления теплопередаче нормируемым требованиям определяют состояние ограждающей конструкции (толщины и влажность материалов слоев, воздухопроницаемость стыков) и условия испытаний (разность давлений внутреннего и наружного воздуха, скорость ветра).

Влажность материалов испытываемых ограждающих конструкций определяют по окончании теплотехнических испытаний. Пробы берут шлямбуром из стен на высоте 1,0-1,5 м от уровня пола, из покрытий - в термически однородных зонах. Мягкие утеплители вырезают ножом или извлекают металлическим крючком. Пробы собирают в бюксы и взвешивают на аналитических весах в день их взятия. Высушивание проб до постоянной массы, взвешивание их и расчет влажности материалов выполняют в соответствии с ГОСТ 24816.

Допускается определение влажности материалов без разрушения ограждающих конструкций диэлькометрическим методом, путем закладки емкостных преобразователей в толщу ограждения при его изготовлении или путем использования влагомеров по ТУ 25-05.2792.

Для бетонных ограждающих конструкций эти измерения осуществляют в соответствии с ГОСТ 21718.

Воздухопроницаемость ограждающей конструкции в лабораторных и натурных условиях определяют до начала или по окончании теплотехнических испытаний в соответствии с ГОСТ 25891.

Разность давлений внутреннего и наружного воздуха измеряют во время испытаний в лабораторных условиях один раз в сутки, а в натурных условиях через 3 ч и результаты заносят в отдельный журнал.

Скорость и направление ветра измеряют на территории испытываемого здания 4 раза в сутки (0, 6, 12, 18 ч) на расстоянии от 1,5 до 2 высот здания и на расстоянии одной высоты для зданий в 9 и более этажей.

Допускается принимать скорость и направление ветра по данным ближайшей метеостанции.

6. Обработка результатов

6.1. Сопротивление теплопередаче для термически однородной зоны ограждающей конструкции вычисляют по формуле

где и	сопротивления теплопередаче соответственно внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, мВт;
	термическое сопротивление однородной зоны ограждающей конструкции, мВт;
и	средние за расчетный период измерений значения температур соответственно внутреннего и наружного воздуха,°С;
и	средние за расчетный период измерений значения температур соответственно внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, °C;
	средняя за расчетный период измерения фактическая плотность теплового потока, Вт/м2, определяемая по формулам (5) или (6).

6.2. Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, имеющей неравномерность температур поверхностей вычисляют по формуле

где	площадь испытываемой ограждающей конструкции, м;
	площадь характерной изотермической зоны, определяемой планиметрированием, м;
	сопротивление теплопередаче характерной зоны мВт, определяемое по формуле (3) или (4).

6.3. Сопротивление теплопередаче характерной зоны определяют по формуле

где и	сопротивления теплопередаче соответственно внутренней и наружной поверхностей характерной зоны, мВт;
	термическое сопротивление характерной зоны, мВт;
и	средние за расчетный период температуры соответственно внутреннего и наружного воздуха на расстоянии 100 мм от поверхностей характерной зоны, °C;
и	средние за расчетный период температуры соответственно внутренней и наружной поверхностей характерной зоны, °C;
	средняя за расчетный период фактическая плотность теплового потока, проходящего через характерную зону, Вт/м , определяемая по формулам (5) или (6).

Допускается сопротивление теплопередаче характерных зон , вычислять по формуле

где

и	коэффициенты соответственно конвективного и лучистого теплообмена внутренней поверхности характерной зоны, Вт/(м, определяемые по черт.1 и 2 приложения 7.

6.4. При обработке результатов испытаний в лабораторных условиях в климатических камерах с автоматическим регулированием температурно-влажностных режимов для расчета сопротивления теплопередаче для каждого сечения берут значения температур и плотности тепловых потоков средние за весь период испытаний.

При обработке результатов натурных испытаний строят графики изменения во времени характерных температур и плотности тепловых потоков, по которым выбирают периоды с наиболее установившимся режимом с отклонением среднесуточной температуры наружного воздуха от среднего значения за этот период в пределах 1,5 и вычисляют средние значения сопротивления теплопередаче для каждого периода.

Общая продолжительность этих расчетных периодов должна составлять не менее 1 сут для ограждающих конструкций с тепловой инерцией до 1,5 и не менее 3 сут для конструкций с большей тепловой инерцией.

6.5. При отличии температур свободных концов термопар от 0 необходимо вводить поправку в показания измеренной э.д.с. в соответствии с ГОСТ 3044.

6.6. Среднюю за период измерений фактическую плотность теплового потока определяют по формулам:

для сплошных ограждающих конструкций

для ограждающих конструкций с замкнутой воздушной прослойкой, прилегающей к внутреннему тонкому слою, на котором установлен преобразователь теплового потока.

где	то же, что в формуле (1);
	средняя за расчетный период измеренная плотность теплового потока, Вт/м;

ГОСТ 26824-86

УДК 669.8.083:006.354 Группа Ж25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Здания и сооружения

Методы измерения яркости

Buildings and structures.

Methods for measuring the luminance

ОКСТУ 5009

Дата введения 1987-01-01

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по делам строительства ВЦСПС

ИСПОЛНИТЕЛИ

Г.А. Тищенко, канд. техн. наук (руководитель темы); Г.В. Журкин; В.М. Карачев, канд. техн. наук; М.А. Мурашова, канд. техн. наук; Н.В. Пономарева; П.И. Демченко, канд. техн. наук; В.С. Корниенко; Ю.Н. Пастухов

ВНЕСЕН Научно-исследовательским институтом строительной физики Госстроя СССР

Директор В.А. Дроздов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 30 января 1986 г. № 12.

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения яркости рабочих поверхностей в зданиях и сооружениях, дорожных покрытий улиц, дорог и площадей, фасадов зданий и сооружений (далее - освещаемый объект) для определения соответствия ее установленным нормам.

Термины, используемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в справочном приложении 1.

1. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Для измерений должны применяться яркомеры, относительная спектральная чувствительность которых должна соответствовать относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения по ГОСТ 8.332-78 с погрешностью не более ±10%.

1.2. Чувствительность яркомера должна быть определена при помощи образцовых светоизмерительных ламп по ГОСТ 8.023-83 с погрешностью не более ±5%.

1.3. Нелинейность световой характеристики яркомера в диапазоне измерений не должна превышать ±2%.

1.4. Средства измерений освещенности должны соответствовать ГОСТ 24940-81.

1.5. Для измерения напряжения в сети следует применять вольтметры по ГОСТ 8711-78 класса точности не ниже 1,5.

1.6. Перечень средств измерений приведен в рекомендуемом приложении 2.

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Измерение яркости можно производить одним из следующих трех методов.

2.1.1. Прямой метод измерения средней яркости рабочей поверхности посредством фотоэлектрического яркомера, имеющего отсчет показаний непосредственно в единицах яркости.

2.1.2. Косвенный метод измерения средней яркости рабочей поверхности посредством измерения яркости отдельных элементарных площадок этой поверхности фотоэлектрическим яркомером с последующим усреднением

, (1)

где - средняя яркость рабочей поверхности, кд/м;

- яркость -й элементарной площадки рабочей поверхности, кд/м;

- порядковый номер элементарной площадки рабочей поверхности;

- количество элементарных площадок рабочей поверхности.

2.1.3. Косвенный метод измерения средней яркости поверхности посредством измерения освещенности отдельных ее элементарных площадок с последующим усреднением и пересчетом по формуле

, (2)

где - освещенность -й элементарной площадки поверхности, лк;

- коэффициент пересчета.

Коэффициент пересчета для рабочих поверхностей, имеющих диффузное отражение, определяется отношением

, (3)

где - коэффициент отражения рабочей поверхности.

Коэффициент пересчета для поверхностей, имеющих направленно-рассеянное отражение (например поверхность дорожного покрытия), зависит от пространственного расположения световых приборов относительно поверхностей. С учетом вероятного направления линии зрения водителей автотранспорта для поверхности проезжей части улиц определяют по методике, изложенной в обязательном приложении 3.

3. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. При выполнении измерений необходимо соблюдать следующие условия:

объектив яркомера должен быть экранирован от попадания в него постороннего света;

на поверхность, средняя яркость которой измеряется, не должна падать тень от яркомера и человека, производящего измерения; если рабочее место затеняется в процессе работы самим рабочим или выступающими частями оборудования, то яркость следует измерять в этих реальных условиях;

в начале и в конце измерений следует проводить контроль напряжения по показаниям электроизмерительных приборов, установленных в распределительных щитах электрических сетей освещения.

3.2. Дорожное покрытие контрольного участка должно быть сухим, без пятен, луж и т.п., что может изменить коэффициент яркости дорожного покрытия.

3.3. Яркость (освещенность) дорожных покрытий следует измерять при перекрытом движении автотранспорта по согласованию с местным отделением ГАИ.

3.4. Перед измерением яркости следует произвести замену всех перегоревших ламп и чистку светильников контролируемой осветительной установки.

Яркость может также измеряться без предварительной подготовки осветительной установки, что должно быть зафиксировано при оформлении результатов.

4. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ И ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Перед измерением яркости рабочих поверхностей выбирают и наносят на план помещения (или исполнительный чертеж осветительной установки) контрольные точки - центры элементарных площадок, яркость которых измеряют, с указанием размещения оборудования и светильников.

4.2. Объектив яркомера устанавливают на уровне глаз работающего так, чтобы оптическая ось совпадала с линией зрения.

4.3. Перед измерением средней яркости дорожных покрытий на плане улицы, дороги, площади выбирают контрольный участок и место размещения яркомера. Отрезок улицы (дороги, площади), на котором выбраны контрольный участок и место расположения яркомера, должен быть прямолинейным и горизонтальным. Расстояние от яркомера до ближней и дальней границ контрольного участка соответственно должно быть 60 и 160 м.

4.4. При прямом методе измерения средней яркости дорожного покрытия яркомер располагают на средней линии полосы (полос) по направлению движения транспорта, при этом центр объектива яркомера должен быть на высоте 1,5 м от поверхности дорожного покрытия.

4.5. Перед измерением средней яркости дорожного покрытия косвенным методом посредством измерения освещенности на контрольном участке наносят элементарные площадки . Количество элементарных площадок рассчитывают по формуле

, (4)

где - длина контрольного участка, м;

- длина элементарной площадки, м;

- ширина проезжей части улицы, м;

- ширина элементарной площадки, м.

4.6. Перед измерением средней яркости фасадов зданий и сооружений на плане улицы (площади) определяют зоны вероятного нахождения наблюдателей. Яркомер располагают на линии, исходящей из центра зоны наблюдения в направлении освещаемого объекта. Расстояние от яркомера до контролируемого участка поверхности освещаемого объекта должно быть не менее десятикратного минимального размера этого участка. Яркомер устанавливают на высоте 1,5 м от поверхности дорожного покрытия.

4.7. Среднюю яркость рабочей поверхности площадью более 0,01 м измеряют косвенным методом посредством измерения яркости не менее чем 5 элементарных площадок этой поверхности: в центре и по краям.

4.8. При прямом измерении средней яркости яркомером полевая диафрагма яркомера должна вписываться в изображение контрольного участка.

5. ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Среднюю яркость рабочей поверхности или дорожного покрытия определяют как среднее арифметическое значение результатов измерений яркости элементарных площадок (по формулам 1 и 2).

5.2. При наличии отклонения напряжения в сети от номинального измеренную яркость пересчитывают на номинальное напряжение по формуле

, (5)

где - яркость, приведенная к номинальному напряжению сети , кд/м;

- измеренная яркость при напряжении сети , кд/м;

- коэффициент, равный 4 для ламп накаливания, 2 - для люминесцентных ламп при использовании индуктивного балластного сопротивления и для ламп ДРЛ, 1 - для люминесцентных ламп при использовании емкостного балластного сопротивления; 3 - для ламп ДРИ;

- номинальное напряжение сети, В;

- среднее значение напряжения, равное (где и - значения напряжения сети в начале и в конце измерений, В).

5.3. Освещенность, приведенную к номинальному напряжению сети, определяют по ГОСТ 24940-81.

5.4. Результаты измерений яркости оформляют в соответствии с рекомендуемым приложением 4.

5.5. Порядок оформления результатов измерений освещенности принимают по ГОСТ 24940-81.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ, И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Относительная спектральная чувствительность - отношение спектральной чувствительности приемника на данной длине волны к чувствительности на некоторой определенной длине волны (обычно к максимальной чувствительности).

Относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения с длиной волны - отношение двух потоков излучения соответственно с длинами волн и , вызывающих в точно определенных фотометрических условиях зрительные ощущения одинаковой силы. Длина волны выбирается так, чтобы максимальное значение этого отношения равнялось единице.

Направленное отражение - отражение без элементов рассеяния, подчиняющееся законам отражения, справедливым для зеркала.

Диффузное отражение - отражение, при котором направленное отражение заметно не проявляется и отраженный свет рассеивается.

Направленно-рассеянное отражение - отражение, при котором свет отражается неравномерно в разных направлениях, обычно с преобладанием одного, соответствующего направленному отражению.

Полевая диафрагма - диафрагма оптического прибора, ограничивающая на изображении объекта измерения площадку, яркость которой измеряется.

Светлота - уровень зрительного ощущения, производимого яркостью в зависимости от условий наблюдения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ПЕРЕЧЕНЬ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Яркомер типа ФПЧ УХЛ, 4 по ТУ.

Люксметр типа Ю-116 по ГОСТ 14841-80.

Люксметр типа Ю-117 по ГОСТ 14841-80.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕСЧЕТА

Коэффициент устанавливает связь между уровнем средней горизонтальной освещенности и средней яркостью дорожного покрытия

. (1)

Среднюю яркость дорожного покрытия и среднюю горизонтальную освещенность определяют для схем расположения элементарных площадок, изображенных на чертеже, с учетом совокупного действия светильников по формулам:

, (2)

, (3)

где - яркость дорожного покрытия -й элементарной площадки от совокупного действия светильников осветительной установки, кд/м;

- горизонтальная освещенность -й элементарной площадки от совокупного действия светильников осветительной установки, лк;

- количество элементарных площадок на контрольном участке.

Яркость (горизонтальная освещенность) -й элементарной площадки определяют по формулам:

, (4)

, (5)

где - яркость -й элементарной площадки, создаваемая -м светильником, кд/м;

- горизонтальная освещенность -й элементарной площадки, создаваемая -м светильником, лк;

- количество светильников, одновременно формирующих яркость (горизонтальную освещенность) -й элементарной площадки.

Яркость (горизонтальная освещенность) -й элементарной площадки, создаваемую -м светильником, определяют по формулам:

, (6)

, (7)

где - коэффициент яркости дорожного покрытия -й элементарной площадки относительно -го светильника (значения приведены в табл. 1, 2);

- сила света -го светильника по направлению к -й элементарной площадке, кд;

- угол, ориентирующий направление силы света от -го светильника к -й элементарной площадке, град;

- высота установки светильников, м.

Взаимное расположение светильников и элементарной площадки на контрольном участке

- длина контрольного участка;

-длина элементарной площадки;

- ширина проезжей части;

- ширина элементарной площадки; - элементарная площадка; - высота установки светильника;

- угол, ориентирующий направление силы света

Таблица 1

Коэффициенты яркости мелкозернистого асфальтобетонного покрытия

	Коэффициент яркости мелкозернистого асфальтобетонного (гладкого) покрытия при (град.)
Отношение ширины расчетной полосы к высоте установки светильников b/H	85	84	83	82	80	78	76	74	72	70	65	60	55	50	45	40	30	20	10	0
0 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5 2,75 3,0 4,0 5,0	22,4 18,8 14,6 11,0 6,9 4,56 3,5 2,8 2,25 1,8 1,5 1,25 1,1 0,8 0,6	20,4 16,6 11,6 8,0 4,5 3,4 2,55 1,95 1,53 1,25 1,05 0,95 0,9 0,6 0,5	18,2 13,6 9,5 5,3 3,6 2,6 1,9 1,45 1,15 0,97 0,9 0,8 0,75 0,45 0,35	16,4 12,0 7,0 4,0 2,56 1,5 1,34 1,1 0,92 0,8 0,72 0,65 0,62 0,37 0,32	13 9,0 4,5 2,55 1,62 1,13 0,93 0,8 0,68 0,62 0,57 0,5 0,44 0,3 0,23	8,4 5,17 2,98 1,8 1,2 0,85 0,75 0,62 0,53 0,45 0,4 0,37 0,32 0,22 0,16	5,0 3,16 1,98 1,25 0,88 0,7 0,55 0,45 0,4 0,35 0,32 0,28 0,24	3,3 2,11 1,47 0,98 0,77 0,56 0,45 0,36 0,32 0,26 0,24 0,2 0,18	2,19 1,75 1,25 0,83 0,6 0,46 0,36 0,31 0,26 0,22 0,19	1,77 1,46 1,04 0,68 0,46 0,36 0,31 0,26 0,22 0,19 0,16	1,2 0,96 0,64 0,42 0,29 0,23 0,19 0,16 0,13	0,83 0,64 0,4 0,27 0,2 0,16 0,14	0,57 0,44 0,27 0,19 0,15 0,12	0,38 0,29 0,2 0,15 0,12	0,26 0,21 0,16 0,12	0,22 0,18 0,14