Главная / «Температурные истории». Тепловизионный контроль чердачных крыш

«Температурные истории». Тепловизионный контроль чердачных крыш

Вне зависимости от конструктивного решения крыш и типа кровельного покрытия одним из важных условий нормального технического состояния, сохранности конструкций здания и экономии топливно-энергетических ресурсов является правильное содержание чердачного помещения. Недооценка температурно-влажностного режима внутри чердачного помещения может привести к выпадению конденсата, систематическому влагонакоплению в толще конструкции кровель, снижению долговечности, а иногда и разрушению. Многолетний опыт обследования чердачных крыш жилых зданий показал систематические нарушения температурно-влажностного режима.

Для проведения теплотехнического анализа температурно-влажностного режима чердачных помещений эффективно  использование теплового (тепловизионного) метода контроля. Предлагаемая технология соединяет преимущества традиционного метода, основанного на визуальном анализе  конструктивных элементов крыши и контактных измерениях  информационных параметров (температур поверхностей и воздуха, влажности материалов и  окружающей среды,  состояния тепловой изоляции трубопроводов и тепловых потоков через нее и т.д.) и бесконтактных измерений тепловых полей с помощью тепловизоров, позволяющих получить картину распределения температур на контролируемых поверхностях, при этом зоны их аномальных значений  указывают на дефекты теплоизоляции, мостики тепла-холода, области увлажнения и другие изъяны.

Коттедж. Точки белого цвета на термограмме – зоны повышенных теплопотерь. Теплопотери в данной зоне связаны с наличием щелей в местах сопряжения элементов каркаса здания с кровлей

Используемые технические средства  включают: тепловизор (инфракрасный сканер), набор приборов для определения параметров окружающей среды и объекта контроля, компьютерную систему и пакет прикладных программ обработки изображений, обнаружения дефектов и расчета теплотехнических характеристик ограждающих конструкций.

Технологический институт «ВЕМО» разработал специальную программу, для расчета теплотехнических характеристик, который  производится на базе измеренных  значений температур (температурных историй) и тепловых потоков  через заданные интервалы времени в реперных точках в течение периода испытаний в натурных условиях эксплуатации здания. Реперные точки для установки электронных самописцев температур и тепловых потоков  выбирают в качественных зонах ограждающих конструкций, выбранных по термограммам.

Данные в каждой из реперных точек используются для определения сопротивления теплопередаче в ней. Полученные значения локальных теплотехнических характеристик и термограмма ограждающей конструкции позволяют определить интегральные характеристики конструкции – приведенное сопротивление теплопередаче стен и перекрытий.

Частный дом. Повышенные теплопотери через кровлю и обрамление труб

Программа уже несколько лет успешно применяется институтом для получения фактических значений приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций (стен и окон) при проведении обязательных натурных испытаний параметров их теплозащиты. Исследования показывают, что она с успехом может использоваться с этой целью при наличии возможности установки температурных датчиков с электронной памятью для записи так называемых температурных историй, т. е. отклика поверхности ограждающих конструкций  на  изменения температуры внутреннего и наружного воздуха в течение 3-5 дней измерений.

В процессе расчета производится пошаговое сравнение зарегистрированных в натурных условиях «температурных историй» и вычисленных с использованием физико математической модели контролируемого объекта (стены, перекрытия и т.п.). По минимуму ошибки между  расчетными и экспериментальными данными устанавливают реальное значение сопротивления теплопередаче в зоне установки чувствительных элементов применяемых электронных термометров.

Тепловизионная съемка позволяет выделить зоны с аномальными температурами, характерными для дефектных областей, по термограммам определить их относительные термические сопротивления и с учетом  масштабирующих коэффициентов рассчитать приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. При этом температурный перепад между внутренним воздухом помещения верхнего этажа и воздухом в чердачном помещении (температурный напор) от 5 до 10 °С.

Качественный анализ термограммы показал, что температурное поле на поверхностях фасада здания неравномерно, повышенные теплопотери наблюдаются в местах примыкания наружных стен к кровле. Однако на момент обследования строительство здания не закончено (стены не утеплены)

Полученные данные используют при заполнении Энергетического паспорта здания и/или Вкладыша к энергетическому паспорту здания. Как показывает анализ, одним из основных показателей, определяющих температурно-влажностные характеристики чердачных помещений зданий, являются теплоизоляционные характеристики наружных ограждающих конструкций и чердачного перекрытия, достаточная вентиляция подкровельного пространства, исключающая зоны с застойным воздухом, так называемые воздушные мешки, при использовании чердака в качестве технического этажа, – состояние тепловой изоляции теплоносителей: оборудования и трубопроводов.

Разработанная методика тепловизионного обследования чердачных крыш включает:
– проведение в реальном времени регистрации температурных полей ограждающих конструкций крыши, чердачного помещения, поверхностей инженерных коммуникаций и узлов, находящихся в чердачном помещении тепловизором;
– проведение в реальном времени контактных измерений температур на обследуемой ограждающей конструкции крыши, определение температурно-влажностного режима чердачного помещения;
– обнаружение скрытых дефектов строительства, определение приведенного сопротивления теплопередаче и других теплотехнических характеристик (влажности, температур) наружных ограждающих конструкций крыши, чердачного помещения крыши;
– определение теплопотерь через наружные ограждающие конструкции крыши и чердачное перекрытие;
– анализ соответствия конструкции крыши и качества кровельного покрытия  строительным нормам и правилам, определение правильности содержания чердачного помещения, т. е. обеспечения его нормального функционирования, а также установление причин образования наледей и сосулек на крыше.

Повышенные теплопотери в местах примыкания панелей к кровле здания

Таким образом, применение тепловизионного контроля позволяет определять техническое  состояние наружных ограждающих конструкций и чердачного помещения крыши; состояние теплоизоляции инженерных коммуникаций, находящихся внутри чердачного помещения (трубы отопления, горячего водоснабжения, ливневой канализации, воздуховоды, вентиляционные шахты), получать информацию об уровне эксфильтрация и инфильтрации воздушных масс, наличии скрытых строительных дефектов: места протечек воздуха и воды, мостики тепла и холода, обусловленные некачественной технологией и некорректными архитектурными и строительными решениями; некачественная укладка утеплителя (нарушения толщины и расстановки утеплителя, адсорбция влаги в утеплителе, оседание утеплителя); нарушение температурно-влажностного режима чердачных помещений, состояние теплоизоляции инженерных коммуникаций, находящихся внутри чердачного помещения (трубы отопления, горячего водоснабжения, ливневой канализации, воздуховоды, вентиляционные шахты).

Повышенные теплопотери в местах примыкания панелей к кровле здания

Инструментальное обследование выполняют после визуального осмотра в целях определения невидимых дефектов крыш, установления или уточнения причин их появления. Методика обследования различна для теплых и холодных чердаков. Для холодных чердачных крыш должны определяться температурно-влажностный режим чердачного помещения (толщина, температура и влажность теплоизоляции, температура и толщина изоляции инженерного оборудования, вентиляция чердака).

В чердачном помещении должен обеспечиваться температурный режим, при котором разница температуры наружного воздуха и воздуха чердачного помещения составляет 2-4 °C, чтобы не было подтаивания снега и образования сосулек, наледей, а также выпадения конденсата на конструктивных элементах. При разнице температуры наружного воздуха и воздуха на чердаке выше 2 °C, необходимо устранить источники поступления тепла в чердачное помещение, которыми могут быть: недостаточная величина сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия, отсыревшая или плохая теплоизоляция трубопроводов отопления и горячего водоснабжения, воздухосборников, расширительных баков, вентиляционных каналов, шахт, канализационных стояков и т. п., расположенных в чердачном помещении, а также недостаточная вентиляция чердачного помещения.

Температура наружного слоя изоляции трубопровода и инженерного оборудования на чердаке должна быть выше температуры воздуха в чердачном помещении не более чем на 4 °C. Для теплых чердачных крыш определяют тепло-влажностный режим чердачного помещения (температуру и влажность воздуха), герметичность чердака, чистоту вентиляционных каналов. Чердачное пространство крыши с теплым чердаком используется в качестве сборной вентиляционной камеры, обогреваемой вентиляционным воздухом, поэтому к ее ограждающим конструкциям предъявляются требования теплозащиты и герметизации в соответствии с требованиями к ограждающим конструкциям дома. Конструктивные элементы должны быть герметичны, основным вентиляционным отверстием является шахта.

Автосервис. Повышенные теплопотери в местах примыкания наружных стен к кровле здания

Температура чердачного помещения определяется из условия теплового баланса и недопустимости появления конденсационной влаги на внутренней стороне кровельного покрытия. Не допускается температура воздуха ниже 12-14 °C, а в случае ее снижения следует установить источники поступления холодного воздуха (нарушение герметичности вентканалов, балконной или входной двери или стеклоблоков и др.).

Для каждого из нормируемых параметров строительными нормами и правилами установлены значения в реальных условиях эксплуатации с учетом погрешности измерений. На прилагаемых термограммах градациями от белого до желтого цветов показаны зоны повышенных теплопотерь через чердачные перекрытия, элементы сопряжения кровли с перекрытиями, различными конструктивными элементами.

Правильное техническое содержание кровель, а также внедрение научных основ по обследованию и контролю состояния крыш, принятие обоснованных эксплуатационных и ремонтных решений – вот наиболее актуальные задачи, стоящие перед проектировщиками, испытательными лабораториями и эксплуатационными службами.


Елена Абрамова, кандидат технических наук, главный эксперт-методист Технологического института «ВЕМО», Татьяна Русина, инженер научно-технического отдела Технологического института «ВЕМО»