Дефекты, выявляемые при тепловизионном обследовании жилых помещений.

Поводом для написания данной статьи стал накопленный опыт по тепловизионному обследованию жилых помещений, на основании которого попробуем определить основные места утечек тепловой энергии и разобрать типичные ошибки при проведении работ по утеплению домов.

Итак, начнём. Прежде всего, сразу оговоримся – все рассматриваемые ситуации будут применены к индивидуальному малоэтажному жилому дому, тем не менее, все описываемые процессы и явления вполне применимы к любым жилым помещениям с определёнными корректировками. Для определения основных мест утечек тепловой энергии разделим дом на три основных части:

1. Фундамент.
2. Стены.
3. Кровля.

Попробуем разобрать физические свойства каждой части в зависимости от применяемых материалов и разберём характерные дефекты строительных конструкций и теплоизолирующих слоёв.

ЧАСТЬ I. Фундамент

Все фундаменты, с которыми нам приходилось сталкиваться, безальтернативно были выполнены из бетона, поэтому их и будем рассматривать. Бетонные фундаменты, как правило, делятся на два вида: монолитные и сборные. Принципиального значения конструкция фундамента не имеет, определим лишь основные моменты: бетон имеет достаточно высокую теплопроводность (для тяжёлых бетонов и железобетона – 0,8÷1,55 Вт/(м∙К)), которая весьма значительно увеличивается с увеличением влажности бетона (что, впрочем, характерно для всех строительных и теплоизоляционных материалов). Очевидно, что теплопотери ленточного фундамента толщиной 400 мм, залитого при строительстве дома и имеющего высокую остаточную влажность, будут значительно выше, чем теплопотери фундаментного блока типа ФБС аналогичной толщины, изготовленного и уложенного с соблюдением технологии и с требуемой остаточной влажностью. По крайней мере, первое время. Почему – попробуем разобрать.

Начнём с того, что нам очень редко на обследуемых объектах (речь, напомню, об индивидуальных жилых домах) попадались утеплённые фундаменты, либо защищённые от осадков с помощью отмостки. Итог пренебрежения данными конструкциями – значительные утечки тепла. При монтаже фундамента практически не уделяется внимание защите конструкций от влаги, содержащейся в грунте, как и от осадков. Поэтому, несмотря на конструктивные особенности фундаментов, со временем они увлажняются и, контактируя с грунтом, который в наших условиях промерзает на глубину 3,6 м (согласно СНиП), становятся одним из основных мест утечек тепловой энергии

Решения данной проблемы следующие:

1. Монтаж вышеупомянутой отмостки;
2. Гидроизоляция фундамента на максимально возможную глубину (в идеальных условиях – полная гидроизоляция) с наружной стороны, а если внутренние помещения, образованные фундаментом, отапливаемые – то и с внутренней;
3. Утепление фундамента с наружной стороны с обязательной защитой утепляющих слоёв от влаги и механических повреждений.

Термограммы дефектных фундаментов:

ЧАСТЬ II. Стены

Если с фундаментом всё относительно просто и понятно, то со стенами, ввиду достаточного разнообразия применяемых материалов, всё несколько сложнее. Тем не менее, попробуем разобрать типичные проблемы самых распространённых материалов, применяемых для возведения наружных стен:

1. Брус, как правило, сосновый. Теплопроводность сосны (для влажности 8%, вдоль волокон) – 0,35÷0,41 Вт/(м∙К). Брус – это внутренняя, самая мягкая и самая пористая часть древесного ствола. Стена из необшитого бруса фактически не способна удерживать тепло внутри помещения. Причин несколько: высокая влажность материала, обусловленная его пористостью; трещины в брусе, появление которых практически невозможно предотвратить; дефекты ствола дерева (сучки, трещины, отверстия и т.п.); дефекты стыков и примыканий элементов брусовой кладки.

   

   

   

2. Кирпич. В наших условиях для обеспечения достаточной теплозащиты толщина кирпичной кладки составляет 600÷900 мм. Теплопроводность кирпичной кладки – 0,67÷0,87 Вт/(м∙К). Теплопотери в стенах из данного материала обусловлены, большей частью, дефектами самой кирпичной кладки, недостаточной герметичностью примыканий стен и перекрытий, либо полное отсутствие герметизации в данных местах, а также применением закладных несущих деталей из материалов с высокой теплопроводностью и отсутствие термозащиты данных элементов (надоконные балки из железобетона, колонны, ригели и т.п.).

   

   

   

3. Кирпичные стены, выполненные по типу «сэндвича» – широко распространённый вариант в современном многоэтажном строительстве и заслуживающего отдельного рассмотрения. Дома данной конструкции представляют собой несущий, как правило, монолитный железобетонный каркас, на который опираются наружные стены, выполненные из своеобразного «бутерброда» – наружная кирпичная кладка (обычно толщиной ~120 мм), теплоизолирующий слой (как правило, пенопласт (пенополистирол), теплопроводность 0,043÷0,058 Вт/(м∙К)), внутренняя кирпичная кладка (также толщиной ~120 мм). Недостатки данной конструкции очевидны – железобетонные перекрытия, являющиеся частью фасада здания, на которые опираются стены, не имеют никакой термозащиты, в лучшем случае – закрыты облицовочной плиткой (панелями), из-за чего являются отличным теплопроводником и обеспечивают значительную часть потерь тепловой энергии. Усугубляет ситуацию и то, что об остаточной влажности в железобетонных элементах при возведении зданий мало кто беспокоится. Таким образом, даже при качественно возведённой стене и качественно уложенными теплоизолирующими материалами (нам такие не попадались), теплозащитные свойства таких конструкций не отличаются высоким качеством.

   

   

   

4. Газобетон (пенобетон). Теплопроводность газобетона (пенобетона) составляет 0,07÷0,32 Вт/(м∙К). Несмотря на низкую теплопроводность и, как следствие, высокие теплоизолирующие свойства, проблемы стен из данных материалов идентичны стенам из предыдущего пункта. Из-за низкой несущей способности газонаполненных бетонов, требуется наличие несущего (опять же, как правило, монолитного) каркаса со всеми вытекающими последствиями.

   

   

Фактически, исходя из собственного опыта, независимо от материала возведения стен в жилом доме, необходимо выполнять теплоизоляцию наружных стен, строго соблюдая все требования ГОСТов, типовых проектов, технологических карт и инструкций изготовителей изолирующих материалов. И, о чём уже неоднократно я упоминал, ни в коем случае не забывать о гидро- и парозащите стеновых материалов и примыканий стен между собой, а также стен и перекрытий. Ну и, само собой, очевидное правило – утеплять стены только с наружной стороны. Утепление стен с внутренней стороны помещения производится только в самом крайнем случае и требует особой тщательности в подготовке строительных конструкций, защите стен от грибковых поражений, гидроизоляции поверхностей и стыков строительных конструкций и, собственно, в монтаже утепляющих и отделочных слоёв. Мероприятия весьма трудоёмкие и финансово затратные с негарантированной эффективностью.

ЧАСТЬ III. Кровля

Под кровлей в данном случае я буду подразумевать потолочные перекрытия между помещениями на верхних этажах и чердачным помещением. Назовём их «чердачные перекрытия». Скажу сразу – при всём многообразии теплоизолирующих материалов, нам не доводилось обследовать дома с достаточной теплозащитой чердачных перекрытий. Основная проблема кроется в конструкциях данных элементов здания – как правило, решётчатый деревянный каркас с наполнением ячеек каркаса теплоизоляционными материалами. Тёплый влажный воздух неизменно проникает через пустоты, образующиеся между элементами каркаса и примыкающими теплоизолирующими материалами, причём неважно какими – насыпными (опилки, шлак, эковата и т.п.), листовыми (минераловатные плиты (рулоны), пенополистирол и т.п.) или же жидкими с дальнейшей полимеризацией (пенополиуретан).

Решение проблемы – укладку теплоизолирующих слоёв производить не в ячейки перекрытия, а на ровную поверхность для обеспечения непрерывности и однородности теплозащитного слоя, для чего поверх каркаса необходимо дополнительно уложить листовые материалы (фанера, древесно-стружечные плиты и т.п.). Воздушные камеры внутри такой конструкции создадут дополнительную термозащиту. Опять же – гидроизоляция и противогрибковая защита строительных конструкций.

Типичные дефекты монтажа кровельных конструкций:

ЧАСТЬ IV. Прочие элементы

Под прочими элементами в данной части статьи рассмотрим типичные дефекты, возникающие при монтаже окон и дверей в жилом доме. Описанные ниже недостатки на примере окон в полной мере относятся и к дверям. Также сделаем оговорку, что изначально некачественно изготовленные двери и окна, а также двери, используемые для разделения помещений со значительной разницей температур (неотапливаемый тамбур и тёплое помещение или же улица и тёплое помещение), не предназначенные для данных целей (отсутствие терморазрывов и утеплённых дверных коробок) рассматривать не будем.

Основное проблемное место с точки зрения теплопотерь – монтажные швы в местах примыканий окна в оконном проёме. Т.к. заделку швов производят исключительно с помощью пенополиуретановой пены, встретить добросовестно выполненный монтаж случается крайне редко. Основные дефекты монтажа: недостаточный слой пены и, как следствие, наличие пустот в монтажных швах; отсутствие гидроизоляции оконного проёма и собственно самой пенополиуретановой заделки; дефекты теплоизоляции под декоративными облицовочными панелями. Для предотвращения теплопотерь, связанных с некачественным монтажом окон, необходимо производить заполнение швов оконных конструкций и утепление облицовочных панелей в строгом соответствии с технологией монтажа окон из профиля ПВХ, например, ГОСТ 30971-2012 «Швы монтажные узлов примыканий оконных блоков к стеновым проёмам. Общие технические условия»; ГОСТ Р 52749-2007 «Швы монтажные оконные с паропроницаемыми саморасширяющимися лентами»; технологические карты и инструкции на монтаж окон завода-изготовителя.

Монтажные дефекты окон:

ЧАСТЬ V. Теоретические сведения

В этой статье теоретическую часть я решил написать в заключение, чтобы прояснить некоторые ситуации, приведённые в основной части.

Начнём с основного – теплопроницаемость строительных конструкций зависит от физических свойств применяемых материалов, в первую очередь – от теплопроводности, во вторую – от влагопроницаемости (гигроскопичности). Теплопроводность – одно из основных физических свойств материалов, напрямую, как я уже упоминал, связанное с остаточной влажностью материала, которая, в свою очередь, определяется влагопроницаемостью материала. Влагопроницаемость же материала зависит от его физических свойств и пористости готового изделия. Теплопроводность воды (при 0°С) – 0,551 Вт/(м∙К), льда – 2,21 Вт/(м∙К). Практически все строительные материалы в той или иной степени способны поглощать влагу, что приводит не только к ухудшению теплоизоляционных свойств, но и к разрушению материала с внешней стороны здания при замерзании влаги во внешних слоях в зимний период. Именно поэтому крайне важно производить гидроизоляцию поверхностей, подверженных увлажнению.

Примеры эрозионного разрушения бетона:

Рассмотрим ещё один параметр, который характеризует микроклимат внутри помещений. Точка росы – под этим термином скрывается сочетание ряда параметров в помещениях (относительная влажность, температура окружающего воздуха, атмосферное давление), при котором на поверхностях в помещении происходит конденсация влаги из воздуха. Что такое точка росы многие сталкивались на собственном опыте – скопление влаги на холодных поверхностях внутри помещений – на стёклах окон, в промерзающих углах, вплоть до образования ледяной корки и т.п. При этом, чем выше относительная влажность, тем выше температура, при которой происходит конденсация влаги. И именно та самая точка росы фактически запрещает производить утепление поверхностей с тёплой стороны. Попробуем разобрать почему. Помимо того, что при конденсации влаги на незащищённой поверхности строительной конструкции, влага проникает внутрь конструкции (для пористых материалов), либо вызывает их коррозию (для металлов), создаётся благоприятная среда для возникновения и распространения грибков, что, помимо возможного механического разрушения конструкций (из-за замерзания влаги во внутреннем объёме материала), приводит и к биологическому разрушению материала грибковыми поражениями. И если в обычных условиях таким поражениям подвержены лишь самые слабые в плане теплозащиты места (углы стен, примыкания стен и перекрытий), то создавая теплоизолирующую конструкцию внутри помещения, вы, тем самым, предотвращаете прогрев большей части поверхности стен (перекрытий) в помещении, что приводит к значительному снижению температуры на этих поверхностях. В результате, из-за неизбежных дефектов, возникающих при монтаже теплоизолирующих слоёв, тёплый влажный воздух из помещения неизбежно попадает на охлаждённые поверхности, что приводит к конденсации влаги с дальнейшим разрушением и поражением строительных конструкций по описанной выше схеме. Для предотвращения подобного развития событий, требуется производить, в первую очередь, тщательную гидроизоляцию и противогрибковую обработку строительных конструкций, во вторую очередь – не менее тщательно обеспечить максимально плотное прилегание (с отсутствием воздушных прослоек, карманов и каналов) теплоизолирующих слоёв к строительным конструкциям для предотвращения возможных циркуляций и конвекционных потоков воздуха, а также герметизацию внутреннего пространства помещения для предотвращения попадания воздуха на теплоизолирующий слой. В дальнейшем необходимо поддерживать в данных помещениях микроклиматические параметры (температура, влажность) в строго заданных диапазонах. И ещё раз повторюсь – даже тщательное соблюдение всех требований, предъявляемых к монтажу теплоизолирующих конструкций, не всегда приводит к требуемому результату.

Таким образом, резюмируя всё сказанное в статье, приведём несколько основных тезисов, которые позволят сделать ваше жилище тёплым и значительно снизить затраты на отоплении дома:

1. В обязательном порядке производить гидроизоляцию и гидрозащиту всех строительных и теплоизолирующих конструкций, подвергающимся воздействию не только непосредственно влаги, но и тёплого влажного воздуха.
2. Для качественного утепления помещений необходимо произвести все необходимые расчёты с учётом индивидуальных особенностей каждого строения и применяемых материалов, а значит необходимо производить все монтажные работы строительных конструкций, теплоизолирующих конструкций в соответствии с проектной документацией, разработанной специализированной организацией с высококвалифицированными сотрудниками, а в случае невозможности разработать подобную документацию – строго следовать рекомендациям и технологической документации завода-изготовителя строительных и теплоизолирующих материалов. Практически у каждого производителя в настоящее время разработан полный пакет типовой документации, позволяющий максимально качественно смонтировать требуемые конструкции.
3. Ну и, наверное, самое главное – производить обследование помещений, в том числе и тепловизионное, до начала работ по теплоизоляции, а не после. Такие ситуации в нашей практике встречаются регулярно и поверьте, гораздо дешевле определить дефекты строительной конструкции и максимально эффективно смонтировать теплоизолирующие слои, чем устранять дефекты уже готовых теплозащитных конструкций.

Примечания:

Информация по теплопроводности строительных материалов взята из Справочника по элементарной физике (авторы: Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич; издательство «Наука» г. Москва, 1988 г., 10-е издание).