ВЫЯВЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ НА ПРИМЕРЕ ОДНОЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ДОМА

Энергосбережение здания определяют ограждающие конструкции. Которые в свою очередь обуславливают снижение топливных затрат на отопление. А также ограждающие конструкции влияют на энергоэффективность зданий, то есть на обеспечивание должного теплового режима в помещениях при соответствующем минимуме энергетических затрат.

В связи с этим общие стремление к проектированию современных зданий, заключается в постоянном повышении требований к уровню теплозащитных показателей ограждающих конструкций.

Приоритетным направлением по уменьшению энергоёмкости российской экономики является выполнение мер по энерго- и ресурсосбережению. По этой причине был принят ряд нормативных документов, ужесточающих требования к теплозащитным характеристикам ограждающих конструкций зданий и сооружений, что способствует свести к минимуму потребление тепловой энергии, надлежащей для поддержания требуемых параметров микроклимата в помещениях.

По исследованному вопросу к основным документам следует отнести «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2024 года» (с изменениями на 15 мая 2018 года), утверждённые распоряжением Правительства Российской Федерации от 8 января 2009 г. N 1-р. На период до 2024 года устанавливаются следующие значения целевых показателей объема производства и потребления электрической энергии с использованием возобновляемых источников энергии (кроме гидроэлектростанций установленной мощностью более 25 МВт):

• в 2010 году - 1,5 %;
• в 2015 году - 2,5 %;
• в 2024 году - 4,5 %. [1]

Использование теплоизоляционных материалов напрямую и косвенно позволяет создать надёжность эксплуатации строительных ограждений зданий, а также необходимые условия жизнедеятельности людей и выполнение требований энергосбережения.

Федеральный Закон №216 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (с изменениями на 27 декабря 2018 года) (редакция, действующая с 16 января 2019 года)- является основным документов в области энергосбережения. Целью настоящего Федерального закона является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности. [2]

Важнейшим документом при проектировании тепловой защиты строящихся или реконструируемых жилых, общественных, производственных, сельскохозяйственных и складских зданий общей площадью более 50 м², является СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003», утверждённый приказом Министерства регионального развития РФ от 30 июня 2012 г. №265. [3]

Территориальные строительные нормы и правила по энергосбережению создаются для отдельных регионов России. Строительные нормы рассматривают потенциал местной сырьевой базы и особенности природно-климатических условий конкретной территории, что показано в Постановление Правительства РФ от 31.12.2009 № 1225 (в ред. От 22.07.2013) «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» и др. [4]

Здоровье и работоспособность человека в весомой степени определяются условиями микроклимата и воздушной среды в жилых и общественных зданиях. Внутренняя среда закрытых помещений зависит от четырех факторов, влияющих на тепловое состояние человека. К этим факторам относят:

• температура воздуха,
• влажность воздуха
• скорость движения воздуха,
• температура внутренних поверхностей ограждений.

Степень комфортности создается за счет конструкций и теплозащиты здания, отопительно-вентиляционными устройствами.

Параметры микроклимата в помещениях зданий различного назначения и воздушно-тепловой режим определяются не только работой систем отопления и вентиляции, но и архитектурно-планировочным и конструктивными решениями этих зданий, а также теплофизическими характеристиками ограждающих конструкций.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха относятся к средствам управления микроклимата в помещении. Тем самым эти средства при взаимодействии с ограждающими конструкциями здания обеспечивают сохранение нормируемых параметров воздуха.

Долговечность ограждающих конструкций зависит от видов стойкости.

Виды стойкости ограждающих конструкций, влияющих на ее эксплуатационный период:

• влагостойкости,
• морозостойкости,
• биологической стойкости,
• противокоррозионной стойкости,
• стойкости к высоким температурам (огнестойкость),
• циклических температурных колебаний и других разрушающих воздействий окружающей среды.

Тепловые потери здания могут произойти из-за повреждения любого конструктивного слоя, а именно пароизоляции, элементов крепления, теплоизоляции, наружного ограждения и т.д. В результате эксплуатирования данной конструкции происходит утечка тепла в атмосферу.

Составление теплового баланса необходимо для определения и уменьшения теплопотерь. На рисунке 1 показаны возможные поступления и теплопотери энергии в здании.

Рисунок 1. Тепловой баланс жилого дома, коттеджного типа

В качестве объекта исследования ограждающих конструкций было взято одноквартирное жилое здание в Свердловской области г. Верхняя Пышма спроектировано и построено самими жильцами, показано на рис.2. Здание двухэтажное с мансардой.

Рисунок 2. Одноквартирное жилое здание в г. Верхняя Пышма

Наружные стены представляют собой каркас из газобетонных блоков, снаружи обшитых утеплителем из минеральной ваты толщиной δ1 = 150 мм, оштукатурены и покрашены (рис.3). Внутри дома стены обшиты гипсокартонном.

Рисунок 3. Ограждающая конструкция здания

В качестве оконного заполнения применен двухкамерный стеклопакет из ПВХ профилей.  В некоторых комнатах дома установлена система водяного теплого пола. Вентиляция естественная. Система отопления в данном доме – горизонтальная двухтрубная от отопительного газового котла.

Натурное обследование и обработка результатов проведены по ГОСТ Р 54852-2011 «Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций»; ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Контроль качества тепловой защиты ограждающих конструкций включает следующие этапы:

• подготовка средств измерения и оборудования,
• внутренняя тепловизионная съемка ограждающих конструкций,
• наружная тепловизионная съемка фасадов,
• обработка результатов и подготовка протокола испытаний.

Для проведения натурных экспериментов применены следующие контрольно- измерительные приборы и оборудование:

• тепловизор Testo 875 с серийным номером 1831450;
• рулетка измерительная металлическая STAYER.

Прибор Тesto 875 – это прочный портативный тепловизор. Он открывает возможности бесконтактного определения и визуального представления распределения температуры по поверхностям.

Тепловизионная съемка проведена 20 марта 2019г. Средняя температура внутри дома составила +22^oC. Продолжительность отопительного периода 214 суток.

Таблица 1

Метеорологические условия в день измерений

1

2

3

Рисунок 4. Тепловизионное обследование наружных стен дома

Тепловизионное обследования наружных стен дома показало, что стеклопакеты из ПВХ профиля пропускают тепло. На термограмме 1,2 утечка тепла через стык стеклопакета и рамы. Разница температур между реперными точками=5.5°C. Дефект классифицируется как средний. Рекомендуется провести замену оконных уплотнителей.  Также ограждающие конструкции первого этажа плохо утеплены, и температура поверхности составила +12^oC. Крыша недостаточно утеплена, значение температуры поверхности крыши составила -5^oC. На термограмме выявлены локальные зоны инфильтраций наружного воздуха через устройство дверного блока, желтое свечение на двери образовано попаданием лучей солнца на поверхность и образования эффекта солнечного нагрева.

1

2

3

4

Рисунок 5. Тепловизионное обследование внутри дома

На термограмме 1 выявлены значительное промерзание в зоне утеплителя над дверью плюс инфильтрация холодного воздуха на стыке порога с дверью. Дефект можно классифицировать как средний. Рекомендуется увеличить количество утеплителя в зоне над дверью и уплотнить щели дверных стыков.

На термограмме 2 выявлены промерзание рамы. Область промерзания находится ниже точки росы. Образование конденсата видно невооруженным глазом. В целом оконная конструкция имеет неудовлетворительные теплоизоляционные свойства. Дефект классифицируется как значительный. Рекомендовано утепление наружных откосов.

На термограмме 3 и 4 выявлены промерзание угла. Разница температур между реперными точками =8°C. Инфильтрация холодного воздуха из подвала через стык пол-стена. Дефект можно классифицировать как средний. Рекомендован ремонт стыка.

В результате инструментального исследования здания были обнаружены зоны промерзания ограждающих конструкций, зоны инфильтрации (проникновения) холодного воздуха внутрь помещений и эксфильтрации (утечки) теплого воздуха наружу. Так же были выявлены зоны, теплотехнические свойства которых указывают на недостаточность утепления: зона фундамент-отмостка, зоны утепления между обшивкой второго этажа и кровлей. Причиной появления выявленных дефектов могут быть архитектурно-строительные недочеты, дефекты, полученные вследствие эксплуатации здания или некачественное выполнение строительно-монтажных работ.

Критических дефектов при обследовании не обнаружено. Но ввиду того факта, что значительная часть обнаруженных дефектов связана с недостаточной теплоизоляцией, которая может быть связана с некачественно проведенной укладкой теплоизоляционных материалов и пароизоляционных мембран, рекомендуется устранить эти дефекты во время будущего планового или вынужденного ремонта обшивки второго этажа. Так же рекомендуется провести утепление фундамента и отмостки по всему периметру дома.

Список литературы:

1. Техэксперт [Электронный ресурс]: Правительство Российской Федерации Распоряжение от 8 января 2009 года N 1-р «Об утверждении Основных направлений государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2024 года (с изменениями на 15 мая 2018 года)» URL: http://docs.cntd.ru/document/902137809 (дата обращения: 01.05.2019 г.)
2. Техэксперт [Электронный ресурс]: Федеральный Закон от 23.11.2009г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации (с изменениями на 27 декабря 2018 года) (редакция, действующая с 16 января 2019 года)» URL: http://docs.cntd.ru/document/902186281 (дата обращения: 01.05.2019г.)
3. Техэксперт [Электронный ресурс]: СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» URL: http://docs.cntd.ru/document/1200095525 (дата обращения: 01.05.2019г.)
4. Техэксперт [Электронный ресурс]: Постановление Правительства РФ от 31.12.2009 № 1225 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности (с изменениями на 22 июля 2013 года)» URL: http://docs.cntd.ru/document/902196059 (дата обращения: 08.05.2019г.)