Эталоны безопасности и конкурентоспособность


16.02.2009

Соблюдение требований метрологии в строительной отрасли, выполнение методик и использование надежных средств измерения позволяют обеспечить основной контрольный критерий – безопасность и надежность конструкций, а следовательно, и конкурентоспособность бизнеса.


Основой качества, надежности, экономической целесообразности в строительном бизнесе является точность измерений величин и параметров. «Верховный арбитр» в этой области – ВНИИ метрологии им. Д. И. Менделеева, один из мировых лидеров научной и практической метрологии, Главный центр государственных эталонов России. Насколько строгое следование стандартам в строительной отрасли повышает надежность материалов и конструкций, их конкурентоспособность – эти проблемы мы обсуждаем с учеными ВНИИМ.

В беседе участвуют:
Валерий Александров, зам. директора ВНИИМ по науке, к.ф.-м.н.
Руководители лабораторий государственных эталонов и научных исследований в области
– измерений теплофизических величин Николай Соколов, д.т.н.,
– дилатометрии (измерений теплового расширения твердых тел) Татьяна Компан, д.т.н.,
– измерений массы и силы Александр Остривной и ст.н.с. Сергей Иванов, к.т.н.,
– измерений ионизирующих излучений Игорь Харитонов.

Прокрустово ложе стандарта

– При проектировании и строительстве основное внимание должно уделяться соответствию материалов и технологических процессов стандартам и нормам. Какова здесь роль метрологов?

В. С. Александров: – Известно, что любые стандарты устаревают. Их жизненный цикл от 3 до 20 лет. И всё же ситуация не так плоха, как иногда рисуют. У метрологов есть механизм прямого внедрения стандартов и механизм разработки собственных новых ОСТов. В любом нормативном документе, где есть раздел «Методы измерения», мы обязательно проводим его экспертизу. Участвуем в разработке приборов, с помощью которых проводят испытания материалов.
Например, вся продукция Челябинского завода «Стройприбор» выпускается с нашим участием. И таких организаций много. И потом российские нормы по отраслям и видам продукции нередко жестче, чем на Западе.

Н. А. Соколов: – Могу это подтвердить историей с импортными стеклопакетами. В Европе климат мягче нашего, и потому их стандарты по теплофизическим параметрам гораздо либеральнее. Там стеклопакеты испытывают при температуре от – 5° до – 18°, в Петербурге при – 26°, а в Сибири при – 50°.
И когда лет 20 назад из-за рубежа большим потоком пошли стеклопакеты, оказалось, их паспортные характеристики не соответствуют российским параметрам. Естественно, что у строителей возникли вопросы к производителям. Западные же фирмы призывали подписывать европейский протокол испытаний, нашу метрологию упразднить и проводить измерения в Европе.
Мы сумели доказать в европейских организациях, что не у нас, а у них стандарты не соответствуют российским условиям. Теперь все поступающие из Европы стеклопакеты сертифицируют по нашим стандартам, чтобы их можно было здесь нормально эксплуатировать.
Этот конфликт ущемлял права и наших экспортеров. О российской продукции в Европе говорили, что наши параметры хуже. И она продавалась по более низким ценам, чем европейская. Когда мы доказали, что испытывать следует по нашим правилам, выяснилось, что наша продукция и дешевле, и лучше. И успешно выдерживает в Европе конкурентную борьбу.

Т. А. Компан: – Что такое стеклопакет? Пластик снаружи, металлическая конструкция внутри. При сочетании разных материалов надо учитывать тепловой коэффициент линейного расширения. Если по ТКЛР они не совпадают, конструкция не годится. В Европе один климатический диапазон, у нас другой. Зимой металл сжимается, летом расширяется, что расшатывает всю конструкцию. В результате стеклопакеты вылетают из ограждающей конструкции. То же происходит и в системе металл-бетон.
Если металлическая арматура расширяется быстрее, чем бетон или кирпич, материал подвержен растрескиванию. Трещины по зданиям это подтверждают. Создать материалы, близкие по ТКЛР, сейчас позволяют нанотехнологии. Многие металлы и сплавы производят с нанодобавками, которые меняют их свойства. Введенные в бетон наноструктурированные частицы придают материалу особую прочность. Таким же способом создаются современные стеклобетонные конструкции, полимеры со стеклокерамикой. И так далее. Но все компоненты обязательно должны соответствовать друг другу по тепловому расширению.

И. А. Харитонов:– Точность измерений физических свойств материалов напрямую связана не только с безопасностью их применения, но и с экономикой предприятий. Например, нерудные материалы, гравий, щебень, песок содержат природные радионуклиды (радий, торий, калий и др.), излучение которых вносит вклад в радиационный фон жилых помещений. Кроме того, в почве накапливается и затем попадает из нее в помещения радиоактивный газ радон – продукт распада радия. Оба фактора влияют на фоновые показатели, и поэтому их содержание регламентируется нормами радиационной безопасности.
При уровне удельной активности радионуклидов менее 270 Бк на килограмм щебень разрешается использовать в бетонной смеси для строительства зданий, при уровне 270–540 Бк материал годится только в качестве слоя дорожной одежды под асфальтом. Норма – закон. Поэтому лаборатории радиационного контроля России проводят измерения на разных этапах строительства: при выборе пятна застройки, во время стройки и на момент сдачи объекта заказчику.
А экономический аспект в данном случае заключается в том, что поставщик гравия заинтересован в увеличении поставки гравия для жилищного строительства, так как цена его выше. При более высокой точности измерений поставщик может увеличить при сортировке выход фракции гравия с удельной активностью менее 270 беккерелей, которую можно дороже продать.
Чем компетентнее в области метрологии будут производитель и потребитель, тем объективнее сложится на рынке цена продукции и будет выше радиационная безопасность жилья для человека. Одно дело бороться за нее административными мерами и совсем другое – используя преимущества современной измерительной техники.

Протокол испытаний

В. С. Александров: – Такое понятие, как безопасность, имеет еще одну грань – объективность экспертизы. У ВНИИМ нет надзорных функций, но есть авторитет беспристрастного аналитического центра, выводы которого основаны на первичной эталонной базе. Мы задаем уровень рабочих измерений.

Н. А. Соколов: – Наши средства измерения могут воспроизвести единицу теплопроводности до 0,015 (Вт/м.К). О важном прикладном значении этой работы свидетельствует, например, эпопея с вакуумной краской. Западная реклама уверяла, что она обеспечивает 0,002 Вт/(м.К), что физически невозможно. Менеджеры, предлагая краску организациям, утверждали, что она исключает применение теплоизоляции. На самом деле, как показала экспертиза, теплопроводность краски была в лучшем случае 0,02 Вт/(м.К). То есть на порядок хуже. Не могу в связи с этим не упомянуть о тепловизионной съемке. С ее помощью определяют наличие незащищенных участков в стеновых конструкциях и рассчитывают потери тепла. На подобных измерениях сейчас специализируются множество фирм. Однако выясняется, что точности, с которой они измеряют тепловое сопротивление зданий, недостаточно, чтобы судить о качестве постройки.
По стандарту № 26254-84 «Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» положено проводить такие измерения 15 суток. Строители столько ждать не могут. Замерщики тоже не заинтересованы в потере времени. Они делают моментальную съемку здания и продают фотографии в инфракрасном свете. На них виден только откровенный брак.
Парадокс в том, что от строителей требуют энергетический паспорт дома сразу после окончания строительства, когда дом еще сырой и стеновые конструкции не могут соответствовать стандартным характеристикам теплового сопротивления. Дом должен просохнуть. Это длится три года. Государство отвечает только за безопасность жилища. А холодно ли в нем, ветрено, влажно – не беспокоит практически никого: здание принято на баланс и всё.
А энергетический паспорт необходим для сдачи объекта, там указаны цифры в пределах погрешности приборов. И только. Ведь пока дом строится, его мочит дождь, сушит солнце. После строительства он должен «прийти в себя».

Т. А. Компан: – Зато конкурентоспособность стройматериалов – главная забота производителей. Потому предприятия стремятся оснастить заводские лаборатории современным оборудованием. Но и там не всё однозначно. Недавно к нам обратились представители завода, выпускающего облицовочную керамическую плитку. Точность измерения ТКЛР у нас 10 в минус 10-й степени. Фактически это нанометры. Надо было понять, почему плитка отходила от стен, а их прибор, регистрирующий уровень теплового расширения, показывал норму. Продукцию выпускали по итальянской технологии, прибор также был итальянский. Но, как оказалось, «не по профилю».
Металлы и сплавы он измерял вполне прилично, а по керамике дал очень большое расхождение с эталоном. Ничего общего с паспортными данными. А заводчане покупали прибор не для металлов, а для стеклокерамики.

А. Ф. Остривной: – Погрешности измерений при испытаниях строительных материалов должны быть не более 1–2 %. Эти нормы обеспечивают региональные поверочные центры (центры стандартизации и метрологии). Соблюдение этих норм точности при различных видах испытаний необходимы, что убедительно доказывает следующий пример: в 1999 г. обрушился восьмиметровый козырек станции метро «Сенная площадь», погибли люди.
В строительстве важно не только качество материала, но и ресурс сооружения. Не так важно, если крошится бетон, страшнее, когда рвется арматура.

С. Ю. Иванов: – Исследования показали: конструкция испытала так называемую стресс-коррозию. За 32 года эксплуатации в тонкой части козырька за счет коррозии убыло порядка 150 микрометров. В растянутой части, где был доступ атмосферным осадкам – 6 мм из 16. Анкерная часть должна была по СНИП составлять 25–40 диаметров арматуры, а в наличии оказалось только 9. В результате арматура была вырвана из бетона.

А. Ф. Остривной: – Мы создаем эталон механических напряжений в диапазоне ± 200 Н/мм2. Эта тема очень актуальна. Нужен контроль напряжения, напряженно деформированного состояния. Так как его нет, падают козырьки, обрушиваются крыши аквапарков. Микротрещины внезапно разрастаются.
Надо четко представлять, какое напряжение допустимо, каковы прочность конструкции и ресурс ее эксплуатации. Приборы для измерений значений напряжения имеются в арсенале мостостроителей, специальная надзорная служба определяет состояние мостов. Так должно быть и на других объектах.
Конечно, в строительный проект закладывается запас прочности. Но в расчетах могут быть ошибки. Потому сооружение необходимо обследовать с применением средств измерений, чтобы убедиться: всё рассчитано и выполнено верно.

Подготовил Виктор Малков

Количество показов: 430


^ Наверх