|
Целью сушки сырых помещений
является устранение повышенной влажности их ограждающих конструкций (главным
образом стен). Она может производиться как в новых зданиях до их заселения,
так и в старых эксплуатируемых жилых зданиях, в конструкциях которых имеется
сырость. Существует два метода сушки — естественная и искусственная.
Естественная сушка
Такая сушка осуществляется средствами вентиляции,
обеспечивающей при этом повышенный воздухообмен в высушиваемых помещениях —
таким путем можно добиться значительного снижения относительной влажности
воздуха этих помещений, а следовательно, и более интенсивного испарения влаги
с поверхностей сырых конструкций и удаления образовавшихся при этом водяных
паров из помещений.
Воздухообмен в помещениях может создаваться естественной
вентиляцией (проветривание) и искусственной (при механической подаче
приточного воздуха), в сочетании с отоплением в холодный период года. Все эти
вопросы широко освещены в литературе, посвященной вопросам вентиляции. Ниже
рассматриваются лишь специфические мероприятия по вентилированию сырых
помещений, применительно к задачам по их осушению.
Создание повышенного воздухообмена может быть обеспечено в
период топки печей, так как в это время из помещения засасывается
значительное количество воздуха, необходимого для горения топлива. Это
количество составляет (в среднем) для отопительной печи 150—200 м3/ч и для
кухонной плиты 100—150 м3/ч. Продолжительность такого вентилирования
помещения ограничивается продолжительностью топки —2—3 ч в сутки. Перемещение
воздуха в этом случае происходит по каналам печи благодаря разности объемных
весов воздуха наружного и в каналах печи.
Известного постоянства действия канальной вентиляции при
использовании печей можно добиться путем устройства в кладке печи специальных
вентиляционных каналов ( 64). Стенки таких каналов нагреваются и долго
сохраняют тепло, обеспечивая этим нагревание в них воздуха в течение длительного
периода.
В одноэтажных домах усадебного типа при отсутствии каналов
в стенах можно прибегнуть к оборудованию местных приточных устройств. Примеры
такого рода устройств представлены на 65. На 65, а изображена заделанная в
стену сквозная плоская металлическая коробка, снабженная снаружи дождевым
козырьком. Забор наружного воздуха производится через воздухозаборное
отверстие. Со стороны помещения отверстие прикрывается откидной дверкой. Как
наружная, так и внутренняя дверки снабжаются боковинами.
система, состоящая из трубы, сваренной Г-образно и
пропускаемой сквозь стену. При ненадобности притока верхний конец трубы может
закрываться колпачком. Движение воздуха в трубе создается столбом воздуха
высотой /г, обогреваемого теплотой воздуха помещения. Неудобством этого
способа является обильная конденсация влаги из воздуха помещения на
поверхности трубы в холодное время года.
При центральном отоплении применение получил способ
подогрева приточного воздуха теплом нагревательных приборов ( 66).
По каналу ( 66, а) наружный воздух проходит над
радиатором. Комнатный воздух поступает за щит через нижнюю щель в нем,
смешиваясь с нагретым наружным воздухом, поступившим через канал и выходит в
помещение через отверстие в подоконнике (закрытое решеткой). Канал можно
закрывать из помещения поворотом в плоскости стены клапаном от привода с
рукояткой.
При устройстве, показанном на 66, б, наружный приточный
воздух поступает через канал, состоящий из двух труб, вдвинутых одна в другую
с удлиненными вырезами в каждой. Внутреннюю трубу можно вращать из помещения
специальной рукояткой. При совпадении отверстий обеих труб наружный воздух
попадает в камеру, к радиатору. Смесь наружного и внутреннего воздуха из
камеры поступает в помещение через отверстие в подоконнике. Количество
подаваемого воздуха можно регулировать путем перекрывания в той или иной мере
отверстия в трубах путем вращения рукоятки.
В обоих случаях наружные отверстия воздухозаборных каналов
должны снабжаться козырьками от проникания дождя и снега, одновременно
препятствующими движению воздуха в направлении из помещения наружу.
Такие устройства применяют лишь в нижних этажах здания, т.
е. в зоне инфильтрации.
В летнее время, когда системы отопления бездействуют,
единственным эффективным способом вентиляции, в условиях эксплуатации жилых
зданий, в большинстве случаев является сквозное проветривание. Широкие
возможности проветривания имеются в односекционных домах, в которых вместо
сквозного проветривания может с успехом применяться угловое проветривание
жилых помещений.
При механической вентиляции, объединяемой часто с
системами отопления, приточный воздух может быть подвергнут предварительной
обработке, т. е. нагреву (или охлаждению), очистке, осушке (или увлажнению).
Проветривание чердачных помещений. Воздухообмен в
чердачном помещении должен обеспечиваться путем естественной вентиляции. При
кровлях из листовой стали и других плотных покрытий такая вентиляция должна
осуществляться через щелевые продухи (сквозные отверстия), устраиваемые в
карнизной части чердачного помещения и по коньку крыши ( 67).
В карнизной части вентиляционные отверстия устраиваются в
виде сплошной щели шириной 20—25 мм или в виде отдельных отверстий размером
200X200 мм, устраиваемых в подкарнизной части чердачного помещения и
защищаемые с наружной стороны сетками с ячейками 20X20 мм. Вдоль конька крыши
вытяжное отверстие устраивается в виде сплошной щели шириной не более 50 мм.
Суммарное живое сечение вентиляционных отверстий в
карнизной или подкарнизной части следует назначать не менее V400 от площади
чердачного перекрытия.
Если в карнизной части стены вместо щелей устраиваются
упомянутые выше отверстия, то эти последние следует располагать равномерно по
периметру стен здания.
В летний период проветривание чердачных помещений можно
значительно улучшить путем устройства во входных дверях на чердак
вентиляционных окон размером 0,5X0,4 м, снабженных проволочными решетками.
Одновременно следует открывать и слуховые окна, а также фрамуги наружных
входных дверей, а при отсутствии фрамуг можно ограничиться открыванием
форточек в оконных проемах нижних двух этажей лестничной клетки.
Все перечисленные мероприятия могут осуществляться не
только во вновь возводимых зданиях, но также и при производстве капитального
ремонта зданий. Воздухообмен, создаваемый при этом в чердачных помещениях,
позволяет снизить влажность конструкций в них в 2—3 раза.
При отсутствии щелевых продухов или невозможности их
устройства по каким-либо причинам проветривание чердаков в зимний период
можно осуществлять и через слуховые окна, но при этом интенсивность
воздухообмена будет значительно меньшей, чем при вентиляции через продухи и
щели, а теплопотери помещений верхнего этажа при этом несколько
увеличиваются, что может вызвать необходимость в дополнительном утеплении
чердачного перекрытия (путем увеличения толщины слоя утепляющей засыпки).
Вместе с тем следует отметить, что и при вентиляции через
продухи и щели некоторое увеличение толщины слоя теплоизоляции чердачного
перекрытия также неизбежно.
Проветривание чердачных помещений, создавая в них
надлежащий воздухообмен, устраняет угрозу преждевременного загнивания и
коррозии элементов конструкций, расположенных в этих помещениях.
Искусственная сушка
Испарение влаги в основном происходит с поверхности
материала, поэтому в первый момент сушки влажность на поверхности окажется
меньше, чем во внутренних слоях материала, благодаря чему возникает
непрерывное движение влаги от внутренних слоев к поверхности материала
(диффузия). Движение влаги внутри материала при этом направлено нормально к
плоскости испарения, когда тепло передается только от внешней среды и процесс
сушки происходит при постоянном режиме.
Таким образом, переход влаги материала в окружающую среду
в процессе сушки распадается на две фазы: а) движение (диффузия) влаги из
внутренних слоев к поверхности; б) испарение влаги с поверхности.
На скорость сушки оказывают значительное влияние
гидродинамические условия обтекания воздухом высушиваемого материала. Дело в
том, что на поверхности материала при сушке образуется тонкий слой
насыщенного воздуха. Чем быстрее он удаляется и смешивается с остальным
воздухом, тем быстрее материал отдает влагу. Отсюда возникает необходимость
интенсивной вентиляции при желании ускорить процесс сушки. Важное значение
имеет при этом равномерность подачи воздуха.
Способы и средства искусственной сушки помещений
объединяются в следующие группы: а) конвективная (общеобменная); б) радиационная;
в) отсос влаги вакуум-насосом; г) электроосмотическими установками.
Конвективная сушка. При этом методе подаваемый в помещение
сухой воздух нагревается до 50—55° С с обеспечением его циркуляции и
контролируемого влаго- удаления при помощи психрометра.
Наиболее рациональным типом сушильного аппарата для
конвективной сушки являются аппараты КС-АКХ на газовом топливе
теплопроизводительностью 65— 100 тыс. ккал/ч, снабженные вентиляторами.
При сушке такими аппаратами оптимальной является скорость
воздуха, выходящего из нагревательной камеры, создающая 2—5-кратный
воздухообмен в помещении. В этих условиях продолжительность сушки составляет
от 1 до 4 смен (при односменной работе аппарата КС-АКХ).
Сушка аппаратами КС-АКХ может с успехом применяться до
заселения, в условиях эксплуатации зданий и после капитального ремонта
здания.
Резкое снижение расхода электроэнергии может быть
достигнуто, если сушильные конвективные аппараты снабжать автоматическими
устройствами, выключающими нагревательные элементы и вентилятор в моменты,
когда температура воздуха в помещении достигнет заданного предела.
При сушке аппаратами КС-АКХ содержание вредных примесей в
воздухе высушиваемого помещения не превышает установленных норм.
Радиационная сушка. Этот метод основан на использовании
теплоизлучения инфракрасными лучами, особенностью которых является то, что
они непосредственно поглощаются поверхностью высушиваемого материала,
проникая в его глубину. Поэтому количество передаваемого лучеиспусканием
тепла может быть во много раз больше количества тепла, которое материал
получает в условиях обычной сушки.
Источниками инфракрасных лучей могут быть нормальные
электрические лампы накаливания или специальные электрические инфракрасные
лампы, а также металлические и керамические поверхности, нагретые
электрической энергией или пламенем газовых горелок. Наибольшая часть тепла,
передаваемая излучением указанных источников, приходится на долю инфракрасных
лучей.
Интенсивность энергии излучения возрастает с увеличением
температуры поверхности излучающего источника.
Однако несмотря на высокую тепловую мощность лучистого
потока продолжительность сушки инфракрасными лучами во многих случаях близка
к продолжительности воздушной сушки. Объясняется это тем, что перемещение
влаги из толщи материала к его поверхности отстает от интенсивного испарения
влаги с этой поверхности под действием инфракрасных лучей.
Скорость нагрева высушиваемого материала зависит от
расстояния до источника тепла, а также интенсивности излучения и поглощающей
способности материала.
Для сушки сырых эксплуатируемых жилых помещений удобнее
всего применять электрические лампы накаливания в качестве излучающих
источников. Температура нити накала таких ламп колеблется от 2500 до 3000° С,
поэтому большая часть энергии, потребляемой лампой, расходуется на
инфракрасное излучение. Мощность лампы колеблется от 60 до 250 вт.
В установках для сушки лампы накаливания помещают в
отражатели (рефлекторы) из полированного алюминия, коэффициент отражения
которого достигает 90—92%. Поверхность алюминия в условиях эксплуатации легко
чистится и не разрушается. По форме рефлекторы бывают круглые (для одной
лампы) и корытообразные (для группы ламп).
Источниками инфракрасного излучения могут быть также
открытые электронагревательные спирали изсплавов, допускающих высокую
температуру накала. схема установки, разработанной трестом Мосэлектромонтаж,
с нагревательной спиралью мощностью 1,6 кет в качестве источника излучения.
Спираль смонтирована на ацеидовой панели и обращена к днищу отражателя.
Отражатель со спиралью шар- нирно крепится к телескопической стойке,
благодаря чей му может устанавливаться на изменяющейся высоте, а также с
любым углом наклона отражателя со спиралью. Общий вес установки 12—15 кг. При
помощи такого устройства удобно высушивать отдельные сырые места стен (углы,
влажные пятна и пр.).
Сушку инфракрасными лучами рекомендуется проводить в
два-три приема по 2—3 ч, с перерывами в 1 — 1,5 ч.
При работе с электрическими установками инфракрасного
излучения необходимо строгое соблюдение требований техники безопасности.
Обслуживающий персонал обязан работать в резиновых сапогах и перчатках. Перед
началом работы должна быть проверена исправность установки и пусковой
аппаратуры. Все части установки, по которым проходит ток, должны быть защищены
кожухами. Корпус установки должен быть заземлен. При обнаружении в установке
неисправностей их устранение может производиться только после отключения
установки от электросети. Подключение установки к сети должно осуществляться
при помощи гибкого шлангового провода.
При проведении капитального ремонта стен и перекрытий,
при наличии на их поверхностях штукатурки, в состав работ по ремонту входит
восстановление штукатурки на тех участках, на которых она, по условиям
проведения указанных работ, была снята. В целях ускорения сдачи
отремонтированных помещений в эксплуатацию, возникает необходимость в
ускорении процесса сушки восстановленных участков штукатурки. С этой целью
могут применяться портативные инвентарные сушильные установки. Наиболее
целесообразными в указанных условиях являются газовые установки инфракрасного
излучения. В таких установках в качестве излучателей служат керамические
плитки, нагреваемые газовыми горелками. Отечественная промышленность
выпускает беспламенные инжекционные горелки различных конструкций. Общим,
однако, для всех типов горелок является наличие в них сопла,
инжектора-смесителя, дырчатой (перфорированной) керамической насадки и
рефлектора ( 69). Инфракрасное излучение создает раскаленная керамическая
насадка. Струя газа выходит из сопла, которое придает газовой струе
необходимое направление и форму. Подсос воздуха и его смешение с газом
обеспечивается инжектором-смесителем, состоящим из двух усеченных конусов
различной длины и небольшой цилиндрической части между ними — горловины.
Воздух поступает в коническую часть смесителя, обращенную большим основанием
к соплу и именуемую конфузором. Газовоздушная смесь из инжектора-смеси- теля
поступает в распределительную камеру, из которой выходит через каналы
керамической насадки и сгорает на ее поверхности тонким слоем. Керамическая
насадка изготовляется из пористой, малотеплопроводной массы, благодаря чему
на внутренней поверхности насадки сохраняется достаточно низкая температура,
исключающая возможность воспламенения газовой смеси в распределительной
камере.
Газовая излучающая сушильная установка радиационного типа
РС-АКХ представлена на 70. Горелка крепится к телескопической стойке
штатива, состоящей из двух вставленных друг в друга труб со стопорным
устройством, обеспечивающим положение излучающей горелки на любой требуемой
высоте в пределах высоты самой установки.
Установка может работать на природном и сжиженном газе.
Для перевода работы установки с одного газа на другой достаточно заменить
сопло. Теплопроизво- дительность установки—6,5 тыс. ккал/ч. Расстояние
излучателя до высушиваемой поверхности 0,3—0,5 м.
При работе на сжиженном газе в комплект установки ваддит
тележка Q газовыми баллонами, Испарякищийся в баллоне газ по бензостойкому
шлангу через редуктор поступает к горелке.
Установка отличается простотой устройства и может быть
широко использована при сушке эксплуатируемых жилых зданий и при их
капитальном ремонте, связанном с необходимостью ликвидации последствий
сырости.
При работе установки на природном газе расход составляет
0,8 м/Н, а при работе на сжиженном—0,3 мг/ч.
Вакуум-сушка. Принцип действия разработанной
автором вакуум-сушки основан на отсасывании воды из слоя кирпичной кладки,
ближайшего к поверхности стены, при помощи создания пониженного (против
атмосферного) давления в какой-либо камере, непосредственно примыкающей к
поверхности стены.
Оборудование для вакуум-сушки стен должно состоять из
вакуум-щита ( 71), вакуум-насоса с ресивером, стальных труб и резиновых
шлангов, по которым вода отсасывается и уходит в специальный сборник.
Разрежение в вакуум-щите можно доводить до 55— 70 мм рт. ст. Эффективность вакуум-сушки стен можно значительно повысить, если в вакуум-камеру
(вакуум- щит) ввести какую-либо дополнительную излучающую нагревательную
поверхность в виде цилиндрической электропечи. Удельный расход электроэнергии
на сушку 1 MZ кирпичной кладки при первоначальной ее влажности 12% составляет
около 100 кет л.
Метод электроосмоса. Сушка сырых стен этим методом
приводит не только к удалению влаги из них, но и предохраняет стены от
развития сырости в течение всего эксплуатационного периода здания.
Сущность метода электроосмоса основана на следующих
физических явлениях.
Любые два металла, погруженные в одну и ту же жидкость
(электролит), заряжаются электричеством, и если их концы, выступающие из
электролита (полюсы) соединить проводом, то по проводу пойдет ток. Такая
система представляет собою гальванический элемент.
Все металлы могут быть расположены в ряд по такому
признаку: при погружении в электролит каждый металл по отношению к любому из
последующих в этом ряду заряжается отрицательно. Этот ряд получил название
«ряда напряжений» и выглядит следующим образом: магний—2,38 вольта
электродного потенциала; алюминий—1,34т цинк—0,77; железо—0,44; кадмий —
0,42; кобальт—0,23; никель—0,20; олово—0,14; свинец—0,13; водород±0,00; медь
+ 0,34; серебро + 0,80; зол ото +1,70.
Чем дальше друг от друга отстоят в этом ряду металлы, тем
выше напряжение тока (электродвижущая сила — ЭДС) между ними при погружении
их в электролит. Для определения величины ЭДС между двумя металлами, в этом
случае следует вычесть указанный в ряду потенциал более отрицательный из
потенциала более положительного. Так, для системы медь (потенци- ал + 0,34
вольта)—алюминий (потенциал—1,34 вольта) ЭДС равна: 0,34—(—1,34) =0,34+1,34=
1,68 вольт.
Кирпич, твердые растворы кладки, как и большинство
естественных каменных материалов, представляют собою пористые тела, поры
которых при наличии сырости заполняются влагой. Грунтовая влага,
перемещающаяся вверх по капиллярам материалов фундаментов и стен, содержит
растворенные в ней различные соли, кислоты и другие химические соединения, а
потому может рассматриваться как электролит.
Таким образом, если в какой-либо точке поверхности сырой
стены заделать металлический стержень (электрод I), а в грунт у подошвы
фундамента этой же стены погрузить стержень из другого металла (электрод II)
в качестве заземлителя, а затем оба стержня соединить проводом, то при этом
образуется замкнутая цепь электрического тока: электрод I — влага кладки
(электролит) — электрод II — провод — электрод I. Вся эта система, таким
образом, образует гальванический элемент, т. е. является источником
электрического тока.
Подбирая соответствующим образом металлы стержней по их
электродным потенциалам, указанным в при веденном выше ряду напряжений, можно
по своему ус мотрению установить то или иное направление тока в указанной
цепи.
Перемещается вместе с частицами вещества. ПоэтсГМу, если
замкнутую цепь составить таким образом, что результирующая ЭДС направлена в
стене от электрода, заделанного у верхней границы сырости стены, к электроду,
заложенному у подошвы фундамента ( 72,а), то частицы воды будут перемещаться
через поры кладки стены сверху вниз, в результате чего произойдет постепенное
осушение стены.
Описанные явления легли в основу создания источника тока
(гальванического элемента) в самой сырой кладке стены с целью ее осушения и
постоянного поддержания в сухом состоянии.
Выполнение монтажных работ по устройству
электроосмотического осушения производится в следующей последовательности (
72,6).
Над отсыревшими участками стены электродрелью
просверливается ряд горизонтальных отверстий d = = 16 мм. На боковых пове рхностях фундамента также сверлится ряд горизонтальных отверстий, отстоящих
на 0,1—0,15 м от подошвы фундамента. Отверстия в каждом ряду располагаются на
взаимном расстоянии (в среднем) 0,7 м и не доходят до противоположной
поверхности осушаемой стены на 8—10 см. Затем в указанные отверстия вводятся
заранее заготовленные металлические стержни (штыри) диаметром 10—12 мм,
длиной 50—55 см, после чего в отверстия запрессовывается раствор состава
1:1,5:1,5 (цемент : глина : песок).
Для штырей верхнего ряда рекомендуется использовать
алюминиевые стержни, а в нижнем ряду закладывать медные штыри, так как
алюминий в «ряду напряжений» обладает отрицательным потенциалом, а медь —
положительным.
Затем к каждой паре штырей «алюминий — медь»,
расположенных на одной вертикали, припаиваются соединительные изолированные
проводники, замыкающие цепи электрического тока. При этом в толщине стены
ток, имея направление сверху вниз, будет увлекать с собою вниз воду,
содержащуюся в порах материалов кладки.
Если каждый проводник, соединяющий медный и алюминиевый
штыри, заделать в пазы, пробиваемые на поверхности стены с последующим их
заполнением цементным раствором, то данная осушающая электроосмотическая
установка может служить в течение всего срока эксплуатации здания, не допуская
в стенах развития сырости даже при отсутствии гидроизоляции.
Все монтажные работы по устройству установки проводятся с
фасадной стороны здания (не прекращая нормальной его эксплуатации).
Электроосмотические осушающие установки не требуют притока энергии извне, и
поэтому их называют пассивными. Они являются постоянно действующими
устройствами и надежно предохраняют стены здания от развития в них сырости.
В активных электроосмотических установках расположение
стержневых электродов аналогично расположению их в пассивных установках.
Отличие активных установок заключается в том, что на штыри-электроды подается
соответствующее напряжение тока от выпрями- тельно-силовой установки.
Максимальный положительный потенциал подается при этом на верхний ряд
электродов, минимальный — на нижний. Отрицательный полюс генератора
заземляется у подошвы фундамента. Активный электроосмос дает более быстрое
осушение, . чем пассивный.
Активные электроосмотические установки применяют для сушки
стен помещений с мокрым эксплуатационным режимом в условиях влажных оснований
фундаментов. Необходимость в применении активных установок для осушения стен
жилых зданий может возникнуть лишь в старых зданиях с устойчивой сыростью в
них.
В реальных условиях работа осушающих электроосмотических
установок осуществляется в весьма сложной обстановке. Дело в том, что
материалы конструкций здания находятся в различных условиях — часть из них
находится над поверхностью земли, а другая под землей. С точки зрения
электроматериаловедения эти материалы могут быть проводниками,
полупроводниками, диэлектриками (изоляторами). Материалы конструкций
воспринимают различные нагрузки, а также многообразные температурные,
влажностные и климатические воздействия. Повышенная влажность некоторых
материалов конструкций может привести к превращению диэлектриков в
проводники.
В стыках двух материалов могут образоваться термопарные
эффекты, Создающие в строительных конструкциях слабые токи, при наличии
различных температур в местах контактов материалов! Такие же токи могут возникать
в конструкциях и в результате раз-
личной освещенности поверхностей здания (фотоэффект), а
также от трения воздушных потоков о стены здания.
В строительных конструкциях могут возникать местные
потенциалы в результате воздействий блуждающих токов, а также
электромагнитных волн вблизи расположенных мощных передающих радиостанций.
Все эти физические явления могут оказывать значительное влияние на работу
осушающих электроосмотических уста новок. Это обстоятельство вынуждает
постоянно контролировать работу их. Контроль должен осуществляться путем
многократных измерений влажности стен. Интенсивность уменьшения влажности
стен дает возможность судить о работоспособности установки.
Измерения влажности методом взятия проб неприемлемы, так
как при многократных измерениях может быть нарушена прочность стены. В этом
случае более целесообразным является электрический метод измерений. Для этого
достаточно вставить в стену на определенном взаимном расстоянии электрозонды
с последующим периодическим измерением между ними активного электрического
сопротивления и по интенсивности его изменений судить от эффективности
процесса сушки, основываясь на том, что с- уменьшением весовой влажности
строительного материала его сопротивление электрическому току возрастает.
Более точные результаты можно получить, если предварительно заготовить
несколько образцов (эталонов) из материала стены с различной влажностью и
измеренным их электросопротивлением, соответствующим степени влажности. Имея
в своем распоряжении полученные по эталонам данные, непосредственно
связывающие величины весовой влажности стены и ее электросопротивления, можно
отсчитывать величину влажности стены по величине ее электросопротивления.
Метод электроосмотической сушки стен зданий про шел
производственную проверку на многих объектах Ленинграда и Донбасса и дал
хорошие результаты. В некоторых странах за рубежом он с успехом применяется
для охраны исторических архитектурных сооружений от преждевременного их
разрушения в результате воздействия сырости.
|