Катастрофічна ситуація, що склалася в Україні з цінами на енергоресурси, позначилася на кожному українці. Усі ми відчули підвищення тарифів. У зв'язку з цим постає споконвічне питання: що робити? Відповідь начебто вже дано застосовувати енергозберігаючі технології. Але для того, щоб їх застосовувати, необхідно чітко розуміти, які причини неефективного використання енергоресурсів дрібними господарствами (офісами, котеджами, квартирами, фермами тощо), а також засоби виявлення цих проблем. Одним з таких засобів є теплобачення (наприклад бюджетний тепловізор Flir i3) .
Для розуміння основних принципів енергозбереження дамо визначення функціональних завдань будівлі. Будівля складається з конструкцій, що захищають, ((стін і даху)), які часто ізолюються для регулювання теплообміну будівлі. Крім того, огороджувальні конструкції, зазвичай якимось чином ізолюються для запобігання надмірному переміщенню повітря через кондиціоновану будівлю, з системою кондиціонування, добре термостатировано від навколишнього середовища. Оскільки одним з основних призначень будь-якої будівлі є захист мешканців від атмосферних опадів, огороджувальні конструкції не повинні пропускати вологу і перешкоджати утворенню в собі конденсату.
Аналізуючи багаторічний досвід енергозбереження в Європі та США, фахівці виділили такі основні причини енерговтрат у будівлях та спорудах:
- інфільтрація повітря (АSТМ Е 1186 Методики виявлення місць витоків повітря в огороджувальних конструкціях будівлі та системах повітряних бар'єрів)
- волога (АSТМ С 1153 Методика виявлення вологої ізоляції в покрівельних конструкціях з допомогою інфрачервоної термографії)
- проблеми з теплоізоляцією (АSТМ С 1060 Методика тепловізійного обстеження теплоізоляції оболонки, що захищають конструкції каркасних будівель)
- містки холоду (ІSO 6781 Теплоізоляція. Якісне виявлення теплових неоднорідностей у конструкціях, що захищають.)
Стрілки вказують на області з відсутністю ізоляції (ліворуч) та витоку повітря (праворуч) у двох різних будинках, що перевіряються під час опалювального сезону
Приклад втрати інертного газу склопакетом
Розберемо кожну.
Інфільтрація повітря:
Для економного підтримання комфортного рівня в будівлі необхідно визначити та усунути надмірні витоки повітря. Вважається, що у будівлях з природною вентиляцією (без механічних повітряних систем) для забезпечення комфортного та здорового середовища кратність повітрообміну за нормальних умов має становити 1/2. Підвищена кратність повітрообміну часто досягається механічними способами за наявності тимчасової потреби, наприклад, за допомогою вентилятора у ванній кімнаті для виведення вологого повітря.
Погане прилягання балконної стулки дверей.
Великі комерційні та промислові будинки майже завжди оснащені примусовою вентиляцією для подачі свіжого повітря у всі частини будівлі. Обсяг надмірного витоку повітря в будинках з примусовою вентиляцією в основному залежить від градієнтів тиску в конструкціях будівлі, що захищають, і балансу між сторонами входу і виходу системи вентиляції.
Інфільтрація повітря у місці введення комунікацій (труб, кабелю тощо)
Пошук місць витоку повітря може бути надзвичайно утруднений, але осущим засобами телевізійної техніки (наприклад бюджетним тепловізором Flir i3 ). Поряд із такими проблемними зонами, як вікна та двері, необхідно розглянути й інші можливі місця витоків. Витіки повітря часто зустрічаються поруч із трубопроводами, проводами, димарями, каналами, консолями та бордюрами, а також колінними стінами та внутрішніми перегородками.
Витік теплого повітря через неякісний стик даху та стіни.
Щоб зрозуміти справжню природу витоку повітря, необхідно враховувати різницю тисків, що є причиною переміщення повітря. Такі знання та досвід допоможуть зробити очевидним, як невеликий отвір для дроту може призвести до замерзання труби, розташованої за п'ятдесят футів від нього.
Невідрегульоване прилягання стулки вікна
Проблеми витоку повітря особливо серйозні у комерційних будинках через особливості їх конструкції. Такіфактори, як сталевий каркас, ізоляція зі скловолокна, системи ОВКВ та низька якість будівництва можуть призводити до серйозних проблем. Погано спроектовані або неналежним чином механічні системи, що обслуговуються, можуть створювати гігантські різниці тиску, що призводять до надмірних витоків повітря.
Інфільтрація повітря через дренажний патрубок кондиціонера
Якщо потрібно провести комплексне дослідження, фахівець з тепловізійного обстеження повинен добре представляти динаміку витоків повітря з будівлі та будівлі. Основною причиною витоків повітря є різницю тиску на конструкціях будівлі, що захищають. Вона може виникати з багатьох причин, включаючи, зокрема, вітер.
Неякісна установка віконного профілю, є «щілина»
Проблеми із теплоізоляцією:
Огороджувальні конструкції будівель за своєю природою допомагають регулювати тепловий потік в обох напрямках. Деякі огороджувальні конструкції виготовлені зі спеціальних матеріалів, які забезпечують достатню ізоляцію для підтримки комфортних умов життєдіяльності. Ізоляція, уповільнює теплоперенесення за наявності різниці температур в огороджувальних конструкціях. Принцип дії ізоляційних матеріалів полягає у наявності невеликих порожнин із повітрям (або іншими газами), які знижують теплообмін за рахунок теплопровідності. У деяких огороджувальних конструкціях для зниження теплопровідності використовується повітряний проміжок або будь-яка поверхня, що відбиває в повітряному проміжку. Рух повітря у таких проміжках може значно знижувати ефективність ізоляційних властивостей.
При підвищенні цін на енергоносії час окупності вкладень у теплоізоляцію помітно знижується та становить до 2 сезонів.
Відсутнє утеплення вентканалу.
Відсутнє утеплення відливу (праворуч) та укосу (ліворуч).
Рекомендації щодо застосування того чи іншого типу теплоізолюючого матеріалу (його товщини або технологічного сендвіча),багатьох випадках залежать від різниці температур, що закладається, на внутрішній і зовнішній поверхнях огороджувальних конструкції. Будинки зазвичай ізолюються з урахуванням умов, близьких до найгірших («номінальне навантаження»), з припущенням, що мінімальна температура триматиметься максимальний час опалювального сезону. Таким чином, важливо по-перше на практиці (а не в маркетинговій документації) знати реальні значення теплоізолюючого матеріалу, вплив на нього вологи та інших зовнішніх факторів. З цією метою дуже корисним є застосування тепловізорів типу Flir i3 .
Неякісне утеплення укосу
Проблема з утепленням укосів, стику стіни та даху, погана телпоізоляція стін.
Завданням перевірка теплопровідності зазвичай є визначення наявності та ефективність інстальованої ізоляції. Це завдання виконується простим оглядом конструкцій, що захищають, телповізором.
Замок теплоізоляції
У каркасних будинках порожнини порівнюються з конструкціями, що несуть. У будинках інших типів секції огороджувальних конструкцій, що перевіряються, порівнюються з відомою, добре ізольованою секцією, або з розрахунковими значеннями. У будь-яких випадках для виявлення дефектів теплоізоляції необхідно врахувати той факт, що відмінностей у температурі, між внутрішньою і зовнішньою поверхнями огороджувальної конструкції повинна становити не менше 10°С.
Волога зосереджена у теплоізоляційному матеріалі, точка роси
Волога в будинках
Занадто висока концентрація вологи в конструкціях будівель, що захищають, надає негативні впливи. Волога в ізоляційних матеріалах знижує тепловий опір та призводить до збільшення витрати енергії та (або) зниження комфорту. Волога може також погіршити властивості конструктивних елементів, призвести до їхнього руйнування та створення небезпечних для життя ситуацій. Волога в конструкціях або частіше на їх поверхні може створювати сприятливе середовище для утворення плісняви і паразитних грибків, що, у свою чергу, може призвести до пошкодження матеріалів і пошкодити здоров'ю мешканців. Такі проблеми зазвичай можуть початися за відносної вологи вище 60%.
Нові будівлі зазвичай менш схильні до впливувологи, тому що вони краще герметизовані і в них використовуються менш стійкі до надмірної вологи матеріали.
Тому важливо мати можливість перевірки наявності чи відсутності вологи у будинках. Існує кілька методів руйнівних випробувань, проте всі вони одночасно проводяться тільки для одного місця чи області. Тому аналіз великих площ потребує багато часу та дає не завжди повний обсяг даних про знаходження проблемних зон. З іншого боку, термографія (наприклад, бюджетна серія Flir i3) може швидко надати інформацію про присутність вологи на великих площах.
Як зазначив відомий спеціаліст з будівельних технологій Джозеф Лстібурек, «Вода грає з нами у хованки, змінюючи форми та способи переміщення. Вона хитра та підступна. Вона сміється з нас, наївних людей, якщо їй вдається залишитися безкарною».
Волога потрапляє до будівлі кількома способами.
Здебільшого волога проникає у будинок під впливом гравітації через
• такі будівельні деталі, в яких відсутня гідроізоляція, з'єднання внахлестку з неналежним перекриттям шарів, несправне ущільнення або ізоляція від атмосферних впливів.
• Волога утворюється через конденсацію теплого і вологого кондиціонованого повітря, що потрапляє в більш холодні частини будівлі або конструкцій, що захищають. Важливо розуміти, що більшість конденсату утворюється з допомогою перенесення повітря, а чи не від дифузії чи водяної пари. Тому повітронепроникні ущільнення внутрішніх поверхонь відіграють значну роль у збереженні будівель.
• Висока відносна волога в будівлі (більше 60%) часто виникає через неналежний режим роботи витяжних вентиляторів або сушилок для білизни, надмірного приготування пиши, сушіння білизни в приміщенні, зберігання сирої деревини в підвалі і т.д.
• Найпоширенішою причиною підвищеної вологи є пряме проникнення води через витоки в покрівельних системах або пошкодження водопроводів (часто через їхнє замерзання, викликане проникненням холодного повітря), проникнення стоку дощової води з дахів.
Проникнення вологи через неякісно виконану гідроізоляцію покрівлі
Містки холоду
Останнім класом явищ пов'язаних з енерговтратами в будинках є наявність містків холоду - матеріалів, що добре проводять тепло (кріплення, бетонних плит, балконних плит, опорних балок і т.п.), які безпосередньо контактують із зовнішнім середовищем, що маєзнижену температуру. Важливо, що поблизу містка холоду утворюється зона зниженої температури, а відповідно зона точки роси. Саме це явище-концентрації вологи в безпосередній близькості до містків холоду може призводити до руйнування конструкцій будівель та споруд.
Місток холоду в сендвіч-панелі
Фундамент-місток холоду. Відсутнє утеплення фундаменту.
Кріплення в стіні (праворуч) та склопакета (ліворуч)-місток холоду
Отже, бюджетний тепловізор Flir i3 може бути використаний такими фахівцями:
• Фахівці з реконструкції будівель широко використовують термографію контролю вологи теплоізоляційними матеріалами. За допомогою термографії вони можуть досліджувати великі ділянки будівель та перевіряти результати за допомогою датчиків вологості.
• Фахівці з енергоаудиту використовують термографію для швидкої та точної оцінки стану будівлі з погляду втрат тепла за рахунок теплопровідності та витоків повітря. Зібрані дані можна використовувати не тільки для аудиту, але й для планування програм реконструкції, підвищення енергоефективності будівель, а також виконання робіт підрядниками з ізоляції.
• Бригади зі встановлення ізоляції та реконструкції наявних огороджувальних конструкцій з метою підвищення енергоефективності, використовують інфрачервону зйомку під час встановлення ізоляційних матеріалів та повітронепроникних ущільнень. Це дозволяє їм краще зрозуміти особливості конструкції та забезпечити високу якість встановлення матеріалів.
• Бригади зі встановлення склопакетів можуть перевірити якість інсталяції та усунути дефекти, що виникли при установці
• У процесі будівництва та після його завершення все частіше використовуються послуги фахівців із забезпечення якості та фахівців із введення в експлуатацію, які керують будівництвом та перевіряють його якість із застосуванням термографії.
При використанні в процесі контролю якості термографія може надати вичерпні дані щодо навчання робітників, планування робіт, якості матеріалів. Своєчасневиявлення проблем дозволяє значно підвищити якість робіт, а як наслідок підвищити конкурентоспроможність будівельних та проектних послуг, що надаються. Сучасний ринок диктує жорсткі правила гри і нав'язує непримиренну боротьбу кожного клієнта. Виграти в цій боротьбі не можливо, якщо не звертати увагу на нові технології та не підвищувати якості послуг, що надаються, проте дані технології повинні бути фінансово доступні. З огляду на потреби будівельних бригад, бригад з інсталяції склопакетів Flir розробив бюджетну серію тепловізорів Flir i3 , який простий у використанні, має доступну ціну і дозволяє виявити всі дефекти, описані в даній статті.