Тепловизионный контроль качества как один из инструментов энергосбережения в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тепловизионный контроль качества как один из инструментов энергосбережения в строительстве

Многие панельные здания массовых серий строились зачастую с отступлениями от строительных норм. Низкое качество строительно-монтажных работ привело к тому, что жилищно-эксплуатационные службы из года в год тратили и тратят огромные средства на постоянные ремонтно-восстановительные работы, в основном на ремонт межпанельных стыков.

В Республике Беларусь очень серьезное внимание уделяется поддержанию значительных масштабов жилищного строительства. Так, в 2000 г. будет построено около 3,5 млн. кв. м жилья.

Каждое новое здание - это и новый потребитель энергоресурсов и дополнительные затраты государства на теплоснабжение, так как население оплачивает лишь часть себестоимости тепловой и электрической энергии. Следует отметить, что уже имеющийся жилой сектор потребляет около 40% топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), поставляемых, в основном, из-за рубежа поэтому для республики особенно актуально снижение затрат на теплоснабжение - это снижение себестоимости ТЭР от внешних поставщиков.

Как известно, удельное энергопотребление наших зданий намного выше, чем в некоторых других странах с аналогичными или близкими климатическими условиями. Дело в том, что многие страны мира со времени первого нефтяного кризиса (1973г.) провели огромную работу по снижению энергопотребления. Например, в Дании за эти годы потребление тепловой энергии на отопление снизилось на 40%. Достигалось это как теплотехнической реконструкцией и утеплением старых зданий и сооружений, так и улучшением качества и энергетической эффективности вновь возводимых. Причем для выявления зданий с высокими теплопотерями, а также строительных дефектов, приводящих к увеличению тепловых потерь, широко использовалась инфракрасная (ИК) съемка.

Состояние построенных в Республике Беларусь зданий и сооружений с теплотехнической точки зрения

Теплотехническое состояние зданий и сооружений, уровень энергопотребления определяются, главным образом, термическим сопротивлением ограждающих конструкций.

Эксплуатируемые в настоящее время здания были построены в соответствии с существовавшими на момент строительства нормами и стандартами. В зависимости от года сооружения теплозащитные свойства зданий (например, термическое сопротивление стен) в обобщенном виде можно представить в виде графика (см. рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Как видно из графика, в 1994г. существенно возросли нормативные требования к термическому сопротивлению стен.

Примерно в такой же пропорции возросли в 1994г. нормативные требования к другим ограждениям - покрытиям, полу. Требования к сопротивлению окон увеличилось в 1997г. с 0,34 до 0,6 м² X К/Вт.

С введением новых норм все ранее построенные здания попали в разряд не удовлетворяющих современным теплотехническим требованиям. К сожалению, многие, главным образом панельные здания массовых серий, строились зачастую с отступлениями от строительных норм. Низкое качество строительно-монтажных работ привело к тому, что жилищно-эксплуатационные службы из года в год тратили и тратят огромные средства на постоянные ремонтно-восстановительные работы, в основном на ремонт межпанельных стыков. Дождевая вода, попадая внутрь панелей через неплотные стыки, снижает термическое сопротивление стен, что увеличивает тепловые потери.

Другим слабым местом является сопряжение окон с наружными стенами. Здесь при косом дожде вода часто попадает в тело панелей, ухудшая их теплозащитные свойства и разрушая строительную конструкцию. Нередко вода в этих местах проникает и в жилые помещения. В результате термическое сопротивление стен в таких зданиях в 4 - 5 раз ниже нормативного.

Ухудшение теплозащитных свойств в холодную пору года ведет к образованию на внутренней поверхности конденсата и даже черной плесени, промерзанию панелей. Затраты на отопление таких зданий значительно увеличиваются.

Как ни странно, с такими же проблемами, в частности с появлением конденсата на внутренних поверхностях стен в местах стыков панелей, приходится сталкиваться и в зданиях современной постройки. Это говорит о том, что стыковое соединение между панелями не удовлетворяет современным требованиям энергоэффективности ни с конструктивной точки зрения, ни, в первую очередь, с точки зрения качества выполнения работ.

В современных условиях нехватки энергоносителей, роста их стоимости, а также борьбы за энергосбережение (а энергосбережение является одним из приоритетных направлений государственной политики в Беларуси), сегодняшнее низкое качество строительных работ станет прямой причиной энергорасточительства и в будущем (ведь каждое здание эксплуатируется десятки лет), а потому оно просто недопустимо.

Главной причиной низкого качества строительства, на наш взгляд, является (вернее являлось) отсутствие таких средств технического контроля за утечками тепловой энергии через строительные конструкции, при помощи которых можно было бы оперативно дать оценку теплотехнического состояния ограждающих конструкций, в первую очередь стыковых элементов.

Тепловизионный (с использованием инфракрасной съемки) контроль качества строительно-монтажных работ позволит навести порядок на строительных площадках, повысит ответственность строителей за выполнение «скрытых работ», даст информацию разработчикам и производителям строительных конструкций по совершенствованию конструкции самих панелей и стыковых элементов.

Хорошо это понимая, Государственный комитет по энергосбережению и энергетическому надзору Республики Беларусь дал первоначальный толчок, обеспечив финансирование исследований качества строительно-монтажных работ типовых сборных зданий с использованием И К съемки. Для обследования были выбраны только новые здания (1-2 года после заселения). Причем проверке подлежали все строительно-монтажные организации, выполняющие работы по сборному домостроению в Минске.

Результаты этих исследований представлены на снимках, сделанных с использованием тепловизора Agema 550. Снимки отобраны таким образом, чтобы продемонстрировать возможности И К съемки по выявлению как недостатков проектирования, так и брака изготовления сборных элементов на заводе и брака самих строительно-монтажных работ.

Если говорить об огрехах проектирования, то для двух строительных серий, массово возводимых в Минске, характерен недостаток, отмеченный на снимке 1. В качестве примера взято здание серии М464-9.

Характерный тепловой мостик на лоджии в месте стыка трех панелей (одной внутренней и двух наружных) наблюдается в 100% случаев, что свидетельствует о неудачном конструктивном решении стыкового элемента.

тепловизионный инфракрасный дефект здание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Снимок 1. Отчетливо видны места на лоджиях с увеличенными тепловыми потерями.

Другим строительным элементом, требующим конструктивной доработки, является вертикальный стык между наружными панелями, расположенными под углом 90° (см. снимок 2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Практически везде по вертикальному стыку наблюдается интенсивный тепловой мостик. На этом снимке видно также, что значительные потери тепловой энергии идут через цокольную панель. Это тоже конструктивная недоработка.

Четвертый строительный элемент, требующий совершенствования, - вертикальный и горизонтальный стыки между глухими торцевыми панелями (см. снимок 3).

Опыт эксплуатации панельных зданий показывает, что работы по ремонту стыков начинаются именно с торцевых стыков, и происходит это иногда уже через 1-2 года после ввода здания в эксплуатацию. Отмеченные недостатки касаются обеих массовых строительных серий панельных домов в Минске.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Снимок 3. Хорошо видны места с увеличенными тепловыми потерями различной интенсивности через стыки, а также тепловые мостики в теле панелей.

Если говорить о заводском браке, то наиболее характерные недостатки представлены на снимках 4 и 5. На снимке 4 показано температурное поле наружной торцевой стены одной из новых школ Минска. Термическое сопротивление большей части смонтированных панелей не соответствует нормативным требованиям (2,5 м² X К/Вт). Только малые панели, расположенные под окнами, близки к требованиям норм, остальные выполнены со значительным отклонением от них.

Здесь следует отметить, что И К съемка не дает количественную характеристику термического сопротивления ограждающей конструкции, а позволяет получить лишь относительную картину тепловых потерь. Однако она дает возможность оперативно выявить места дефектов для последующего анализа их причин. Опытный специалист по ряду характерных признаков изображения объекта в ИК спектре, при правильной настройке оборудования для И К съемки, в состоянии оценить термическое сопротивление отдельных строительных элементов.

На основании анализа снимка 5 можно прийти к выводу, что термическое сопротивление наружных стен нового дома, построенного из блок-комнат, значительно ниже требований СНиП (в Республике Беларусь - это СНБ). Наружные стены блок-комнат и лестничных клеток имеют значительные по площади тепловые мостики, что на панельных зданиях в столь явном виде обнаружено не было.

Что касается качества выполнения работ, И К съемка позволяет легко выявить скрытый строительный брак (см. снимок 6).

Снимок 5. Значительные по площади наружной стены блок-комнаты и лестничной клетки тепловые мостики

На этом снимке ясно виден брак выполнения плоского вертикального стыка между стеновыми панелями выше 6-го этажа. Если с 1-го по 5-й этаж температурное поле стыка не отличается от температурного поля панели, то выше мы видим резкий рост температуры стыка, что говорит о нарушении технологии строительных работ. Справедливости ради отметим: такой явный брак монтажных работ отмечается не часто.

Тепловизионная съемка - методика будущего

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таким образом, мы можем констатировать, что И К съемка является мощным оружием, которое позволяет выявить дефекты, заложенные в строительное сооружение на различных стадиях:

проектирования;

заводского изготовления сборных элементов;

строительства.

При выполнении И К съемки было сделано большое количество снимков, а также снят видеофильм, которые в целом дают более полное представление о состоянии ограждающих конструкций и качестве строительства.

Итоги проделанной работы обсуждены на заседании экспертного совета Государственного Комитета по энергосбережению и энергетическому надзору Республики Беларусь, куда входят вторые лица ведущих министерств. Перед министерством архитектуры и строительства был поставлен вопрос о введении обязательной приемки зданий и сооружений с применением ИК съемки. К сожалению, до сих пор в министерстве не сделано практических шагов по осуществлению этой рекомендации экспертного совета. По всей вероятности, строительная отрасль пока не готова к введению такой приемки. Ведь для этого понадобится осуществить переход строительных организаций на совершенно иной уровень качества выполнения строительно-монтажных работ.

Конечно, хотелось бы, чтобы такой переход осуществился как можно скорее, поскольку качество проектирования, изготовления сборных элементов и за тем строительных работ, в конечном итоге определяют издержки на теплоснабжение зданий и оказывают существенное влияние на энергетическую безопасность страны и сегодня, и в будущем.

Мы думаем, что результаты этой работы актуальны не только для Республики Беларусь, но и для других государств, входивших ранее в Советский Союз, так как индустрия массового домостроения развивалась практически везде одинаково и повторяла одни и те же ошибки. В условиях рыночной экономики решение проблем энергосбережения в зданиях может решаться только путем выхода на совершенно новый уровень качества строительства.

Размещено на Allbest.ru