УХУДШЕНИЕ МИКРОКЛИМАТА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ ДОМОВ ПРИ ИЗНОСЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

DEGRADATION OF MICROCLIMATE IN THE PREMISES OF RESIDENTIAL BUILDINGS WHEN THE ENVIRONMENTAL STRUCTURES WEAR

Marina Apryatkina

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

Svetlana Ugorova

head of department, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

С течением времени ограждающие конструкции зданий теряют свои защитные свойства, такие как тепловая защита, предотвращение продувания холодным воздухом, защита от ультрафиолетового излучения и пр. Процессы разрушения необходимо прогнозировать и отслеживать, а последствия своевременно устранять, чтобы сохранить микроклимат в здании на удовлетворительном уровне.

ABSTRACT

Over time, building envelopes lose their protective properties, such as thermal protection, prevention of cold air blowing, protection from ultraviolet radiation, etc. Destruction processes must be predicted and monitored, and the consequences must be eliminated in a timely manner in order to maintain the microclimate in the building at a satisfactory level.

Ключевые слова: разрушение, инженерные системы зданий, физический износ, ограждающие конструкции, энергетическая эффективность, эксплуатация зданий, микроклимат.

Keywords: destruction, engineering systems of buildings, physical deterioration, enclosing structures, energy efficiency, building operation, microclimate.

Микроклимат жилых помещений характеризуется параметрами воздуха. Самыми важными являются температура и влажность. Эти показатели нормируются и поддерживаются инженерными системами. Требования к характеристикам внутреннего воздуха зависят от назначения помещения.

Проектирование нового здания должно производиться с учетом будущего комфорта людей, в нем находящихся. При этом нужно понимать, что в течении жизни здания, в нем могут быть реализованы изменения, перепланировки, ремонты.

Обязательно нужно учитывать системы обеспечения микроклимата при всех изменениях в доме. Например, при переносе перегородок надо рассчитывать радиаторы системы отопления, особенно если существенно изменяется площадь помещений. При переносе перегородок также важно учитывать расположение вентиляционных каналов естественной вентиляции. На длительную перспективу при проектировании зданий желательно учитывать некоторый запас по системам создания микроклимата на изменение характеристик ограждений с течением времени, принять поправки на возможный физический износ конструкций.

Уровень комфорта человека зависит не только от тепловых процессов. Играет роль наличие в воде пыли и других примесей, наличие и качество освещения, шум и пр. Внутренние параметры воздуха жилых и общественных строений определяются в основном свойствами ограждающих конструкций в комплексе с инженерными системами [3, с. 173].

На изменение параметров воздуха в комнате большое влияние оказывают свойства ограждающих конструкций. На температуру в основном влияет термическое сопротивление. Для различных ограждений оно рассчитывается по-разному. В основном, этот параметр зависит от теплопроводности материалов и их толщины.

Одним из важных показателей ограждений является их воздухопроницаемость. Интенсивность проникновения воздуха через конструкции диктуется разностью давлений снаружи и изнутри, суммарной средней пористостью материалов, наличием сквозных отверстий, трещин.

Когда строится стена дома или кровля, собственно материалами дело не ограничивается. Имеются соединения, разные стыки, теплопроводные и воздухопроницаемые включения и прочее. Причем, если тепловые характеристики ограждений с течением времени изменяются слабо (если нет воздействия явного и разрушения), то воздухопроницаемость может меняться существенно.

Старение ограждающих конструкций с течением времени, появление щелей, трещин, увеличение пористости нарушает баланс поступления уличного воздуха в помещение через ограждение, повышая инфильтрацию. Возросшая инфильтрация приводит к ухудшению микроклиматических параметров внутри: температура поверхности стены падает, растет подвижность воздуха.

При охлаждении ограждения или его части ниже температуры точки росы начинается конденсация влаги внутри или на поверхности конструкций, что приводит к появлению плесени. Влага, проникающая в материал ограждающих конструкций, может вести к возникновению множества проблем, от переувлажнения (как следствие – снижение термического сопротивления) до локального разрушения слоя. Влажность уменьшает воздухопроницаемость материалов пористого типа, создает своеобразное сопротивление проникновению воздуха.

Диктующее влияние на процесс роста воздухопроницаемости ограждений здания оказывает проницаемость для воздуха сопряжений между разными элементами (стыки балок и панелей, швы кладки, периметр оконных блоков и пр.). Причет в этих местах со временем инфильтрация только увеличивается, поскольку происходит постепенная разгерметизация этих сопряжений.

Из-за процессов разрушения ограждающих конструкций в воздух помещений и в окружающую среду проникают различные загрязнения от пылевых частиц до вредных выделений, в зависимости от применяемых материалов, условий эксплуатации и прочих факторов.

Многими исследователями на протяжении большого количества лет выявлено, что внутри жилых помещений присутствует более сотни загрязнений, отличных по составу и свойствам.

Следующей важной характеристикой ограждающих конструкций является их влажностный режим. Влагоперенос в конструктивных частях зданий осуществляется за счет проникновения молекул пара (паропроницаемость) или капелек влаги (влагопроводность). Высыхание материала и его увлажнение происходят непрерывно и определяются термином «увлажнение». В материалах, из которых выполнены строительные конструкции, влага может быть различных видов: грунтовая, эксплуатационная, строительная, метеорологическая, конденсационная, гигроскопическая.

Выделяют ряд основных источников увлажнения строительных конструкций в зданиях:

·капельная влага (вода), возникающая в строительных конструкциях в результате попадания утечек из неплотностей труб (свищи, негерметичные стыки и пр.) и атмосферных осадков;

·водяной пар из воздуха помещений (за счет внутренних влаговыделений) и из уличного воздуха;

·водяные пары и вода из грунта, окружающего фундамент здания и конструкции ниже границы земли;

·технологическая капельная влага, изначально содержащаяся в материалах, из которых выполнены ограждающие конструкции;

·капельная влага, проникающая внутрь строительных конструкций из-за каких-либо эксплуатационных действий.

Наличие в материале пор, их конфигурация и количество характеризует способность вещества поглощать влагу, которая, попадая внутрь пор материала, приобретает новые свойства. Плюс ко всему, в процессе охлаждения конструкции (при похолодании), пары из воздуха конденсируются, воздух сжимается, воздействует на внешний покрывной слой (наблюдается в случае, когда влажность больше границы сорбционного увлажнения).

Для достоверного анализа долговечности материала [1, с. 5] требуется осуществлять испытания материалов в условиях производства на испытательных стендах. Процессы эти необратимы, минимальное разрушении поверхностного защитного слоя приводит к еще большему попаданию влаги в материал конструкции, что усугубляет проблему.

Попадание атмосферной влаги в материал стен изменяет объем, приводит к короблению и набуханию, что не только портит внешний вид здания, но и влечет за собой образование трещин и свищей. Увлажнение теплоизоляционного материала увеличивает его теплопроводность, ухудшая термическое сопротивление. А, значит растет нагрузка на систему отопления. На первом этапе вещество вступает в равновесное состояние с воздухом, который его окружает, имеющим определенную влажность. Увлажнение строительной конструкции за счет влаги воздуха называется сорбцией, а высыхание его десорбцией [2, с. 148].

Износ ограждающих строительных конструкций, периодические протечки воды через негерметичную кровлю способствуют увлажнению материала и ухудшению микроклимата в здании.

При проникновении влаги внутрь строительных конструкций снижается теплозащита здания. Поры строительных материалов могут быть заполнены воздухом (идеальный вариант с точки зрения теплозащиты), водой или льдом. Чем больше относительно герметичных пор, тем больше теплозащита. Когда же поры большие и связанные между собой, теплозащита невелика. В крупных порах, которые сообщаются между собой, могут возникать конвекционные воздушные токи, которые уменьшают теплозащиту конструкции в целом.

Из-за старения материалов, число мелких пор увеличивается, появляются трещины и сетки. От влажности также теплозащитные характеристики сильно зависят. Главное значение для параметров ограждающих конструкций имеют изменения во времени теплопроводности веществ, их влажности, пористости.

Процессы влагообмена и теплообмена в веществах тесно взаимосвязаны. Увлажнение материала приводит к росту коэффициента теплопроводности.

С течением времени происходит старение здания, в материалах и конструкциях появляются повреждения, щели, трещины, через которые влага проникает внутрь материала, увеличивается инфильтрация уличного воздуха, теплозащитные свойства ограждений падают, и, как следствие, страдает микроклимат в здании.

Список литературы:

1. Портнягин Д.Г., Першин Д.Л., Иванов И.А. Свойства эковаты в каркасном деревянном здании после длительной эксплуатации с переменным режимом отопления // ИВД. 2020. №5 (65).
2. Киселёв И. Я. Исследование равновесной сорбционной влажности материалов ограждающих конструкций зданий при температуре -20°С // Academia. Архитектура и строительство. 2018. №3.
3. Сташевская Н.А., Минина А.П., Бароева М.Г. Тепловая эффективность наружного стенового ограждения // Системные технологии. 2018. №1 (26).