КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ТЕПЛОПОТЕРЬ В УЗЛАХ МАНСАРДНЫХ ЭТАЖЕЙ

Мансардный этаж представляет собой эксплуатируемое помещение, этаж на чердачном пространстве, фасад и ограждающие конструкции которого образуют и выполняют функции кровли. Применение мансардного этажа вместо полноценного имеет ряд преимуществ, как с архитектурной, так и с экономической точки зрения. Однако при строительстве мансард допускается огромное количество ошибок: из-за недостатков проектных решений, упрощения проектов, из-за неграмотности строителей или  халатного отношения к постройке. Одной из причин такого халатного отношения застройщиков и проектировщиков к вопросу энергоэффективности зданий является «причина психологического характера – менталитет россиян. Это привычка придерживаться стереотипов, а не рационализма; низкая дисциплина и ответственность» [10, с. 94]. Проведенное исследование направлено на выявление основных ошибок, их классификации и последствий при проектировании мансардных этажей.

Мансардный этаж по сравнению с обычным полноценным этажом имеет ряд преимуществ:

• Максимальное  использование площади застройки;
•  Повышение архитектурной выразительности здания;
• Экономия материалов и средств около 30 % по отношению к полноценному этажу;
• Возможность создания дополнительной жилой площади в существующих зданиях или ограниченных площадях застройки.

Процент домов с мансардным этажом, построенных в нашем регионе, по сравнению с Европейской частью страны, очень мал. Главная причина этому – дефекты теплопотерь от щелей до пустот, которые могут образовываться при деформациях утеплителя.

Таким образом, исследование в области технологии строительства мансардного этажа является актуальной на сегодняшний день.

Выбор и совмещение элементов кровли является сложной задачей, решение которой требует наличия определённой информации о характеристиках теплоизоляционных материалов, их совместимости с другими функциональными элементами кровельной системы.

Основными мостиками холода мансардного этажа принято считать узлы примыкания кровли к основной стене, узел перекрытия и коньковый узел. При возведении основной стены здания из камня, карнизный узел является наиболее уязвимым для образования мостов холода, так как требуется состыковать между собой разные по теплопроводности материалы. А наличие бетонного антисейсмического пояса по верхнему ряду кладки основного этажа вносит дополнительные проблемы по устранению точек промерзания, так как необходимо обеспечить не только надежные примыкания несущих конструкций, но и принять всевозможные конструктивные решения по устранению проникновения теплового потока холодного воздуха внутрь помещения.

В рамках данной научно-исследовательской работы была произведена тепловизионная съемка мансардного этажа жилого дома в городе Абакан республики Хакасия. В ходе тепловизионной съемки были обнаружены проблемные места в узлах примыкания кровельного покрытия к основной стене здания, а так же в местах ограждающих конструкций стены мансардного этажа. На рисунке 1 показан чертеж карнизного узла мансардного этажа, а на рисунке 2 результаты тепловизионной съемки этого узла.

Рисунок 1. Узел мансардного этажа обследуемого здания

Рисунок 2. Результат тепловизионной съемки

Как видно по рисунку 1 основным мостиком холода, в данной конструкции обследуемого здания,  может выступать брус-мауэрлат. В процессе эксплуатации здания, внешних нагрузок, мауэрлат может деформироваться, что повлечет за собой образование трещин и щелей, через которые может поступать холодные тепловые потоки в толщу утеплителя и выпадать в виде конденсата на металлическом профиле крепления ГКЛ. На рисунке 1, синим цветом, показаны возможные деформации бруса-мауэрлата и красным цветом – возможные траектории движения потоков холодного воздуха.

При попадании пара в толщу утеплителя и его последующее намерзание на охлажденных участках в «теле» кровли, за счет эксфильтрации и инфильтрации холодного воздуха, ведет к необратимым последствиям, влияющим на конструкционную надежность конструкции и свойства теплоизолирующего материала [8]. Так же, проблемными местами могут выступать образовавшиеся щели, возникающие в процессе эксплуатации здания.

В ходе тепловизионного обследования дома с мансардным этажом,  были так же обнаружены очаги проникновения холодного воздуха с улицы, в местах стыков перекрытий первого и мансардного этажа с несущей стеной здания.  Перекрытия любого дома – это самый важный элемент конструкции. Неправильное устройство межэтажного перекрытия способно зимой привести к потере, по нашему мнению, от 80 да 130 % тепла. Образование мостов холода по перекрытию между этажами возможно в случае неправильного устройства перекрытия – отсутствие между перекрытием и стеной «отражающего экрана» в виде утеплителя.

На рисунке 3 показаны результаты тепловизионной съемки стыка перекрытия  первого этажа с несущей стеной здания.

Рисунок 3. Проникновение холодного воздуха сквозь межэтажное перекрытие

По результатам тепловизионной съемки видно, что разница температур в местах соприкосновения холодного и теплого воздуха составляет в среднем 5 °C, при температуре наружного воздуха -10.3 °C. Однако по [9], температура наружного воздуха региона в зимний период наиболее холодных суток равна -42.0 °С. Таким образом можно сделать вывод, что в зимний период теплопотери здания будут гораздо выше.

Подводя итоги можно сделать выводы, что сооружение мансарды – это не простой процесс, как может показаться на первый взгляд. Для достижения высокой звуко-теплоизоляции конструкции совмещенного покрытия мансард необходимо повышать не только прочностные характеристики конструкции, но и ее герметичность. Необходимо уделять внимание технологии устройства теплоизоляции как на стадии проектирования, с указанием перечня и технологии работ в ПОС, так и непосредственно на самой строительной площадке. Так же необходимо мотивировать к необходимости обеспечения энергосбережения не только частных лиц и заказчиков, но и проектные организации.

Рассмотренные выше дефекты могут быть положены в основу классификации теплопотерь мансардных этажей и их ранжирования, с целью их устранения и недопущения.

Список литературы:

1. Абелешев В. И. Исследование некоторых теплотехнических аспектов эффективного устройства мансард  //  Энергоаудит. – 2012.  № 10 (104). С. 57 – 63.
2. Белов Т. В. Влияние ориентации стенового ограждения на долговечность заделки анкера крепления навесного фасада // Техническое регулирование в транспортном строительстве. – 2015. № 4 (12). С. 142-146.
3. Гагарин В.Г., Козлов В.В. Теоретические предпосылки расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. // Строительные материалы. 2010. № 12. С. 4-12.
4. Гагарин В.Г., Козлов В.В. О комплексном показателе тепловой защиты оболочки здания. АВОК: вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2010. № 4. С. 52-61.
5. Гагарин В.Г. Экономический анализ повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций зданий. // Сборник «Труды I Всероссийской научно-технической конференции». 2008. С. 24-62.
6. Матвеев Е.П. Реконструкция жилых зданий с надстройкой этажей из объемных блоков. М.: ИНФРА-М, 2008.С. 12-13.
7. Опарина Л.А. Учѐт энергоѐмкости строительных материалов в жизненном цикле зданий – путь к устойчивому развитию // Энергосбережение. – 2014. № 8. С. 66–68.
8. Садчиков А.В. Влияние продольной фильтрации воздуха в утеплителе на теплозащитные свойства стен с навесными вентилируемыми фасадами / автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук // Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук. Москва, 2007.
9. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*. – 2012.
10. Халимов О.З., Халимова Н.М. К вопросу о типологии дефектов теплопотерь через ограждающие конструкции индивидуальных зданий // Строительство и реконструкция. – 2017. №3 (71). С. 94–98.
11. Халимов И.О., Халимов О.З., Селиванов В.М. О необходимости теплотехнического консалтинга на этапах жизненного цикла недвижимости // Новое слово в науке: перспективы развития. – 2015. №4. С. 180–181.
12. Шитиков Д. В. Изучение причин теплопотерь пластиковых окон: тезисы докл. / Д. В. Шитиков, П. В. Мордвин, О.З. Халимов // IV Международ. Научно-практич. конф. – Абакан: ХТИ-филиал СФУ, 2011. С. 68–72.