В последнее время все в большей степени обостряется проблема образование сосулек на многоквартирных домах со скатными металлическими кровлями. И хотя применение таких крыш уходит вглубь многовековой истории возведения зданий, эта проблема стала актуальной лишь в последние несколько десятилетий. Росту актуальности способствуют неоднократные несчастные случаи со смертельным исходом, связанные с падением кусков наледей с крыш зданий.
Обледенение карнизов металлических крыш зданий определяется наличием на них снега и изменчивостью во времени свойств снега (воды) в зависимости от внешних условий, из которых следует выделить, прежде всего, температурно-влажностные условия [1]:
‒ температуру наружного воздуха;
‒ температуру в чердачном пространстве;
‒ вентиляцию подкровельного пространства и ветровые воздействия окружающей среды;
‒ состояния изолирующих слоев кровли.
В этих слоях происходят значительные изменения и колебания влажности и температуры. Их концентрация и накопление приводят к обледенению карнизов.
Уборка снега и очистка карнизов зданий приводит к разгерметизации фальцев, пробоинам, вмятинам, то есть к протечкам и снижению долговечности кровли.
Предлагаются различные инновационные методы и технологии борьбы со снежно-ледовыми образованиями:
‒ предупреждающие, профилактические, препятствующие образованию наледей и сосулек: теплоизоляция чердаков и кровель различного конструктивного решения, реконструкция кровель и водостоков, применение антиобледенительных покрытий, нагрев карнизов крыш и водостоков (электрический, водяной, паровой воздушный);
‒ фактически удаляющие образующиеся на свесах кровли сосульки и наледи, в том числе путем электроимпульсного, ультразвукового, механического способов.
Все предложения по таким методам на практике показали себя неэффективными, сложными, дорогими, энергетически затратными и быстро выходящими из строя. В результате чего, можно сделать вывод о том, что проблему необходимо не решать, а предупреждать.
Решение вопросов обледенения карнизов крыш зданий невозможно без оценки: состояния элементов крыши, включая перекрытия с паро- и теплоизоляцией, вентиляции чердака; утепления инженерного оборудования; внешних факторов; расположения водосточных желобов.
Для предотвращения образования сосулек необходимо [2]:
‒ исключить попадание талой воды на холодный край крыши;
‒ снизить интенсивность таяния снега на основной площади крыши за счет обеспечения нормального тепло-влажностного режима чердака;
‒ уменьшить массу снега (тем самым количество воды), который может накапливаться на свесах кровли.
Первое направление реализуется в основном самым простым и эффективным способом за счет сброса снега после каждого его выпадения. Однако при чистке снега с карнизов крыш образуются пробоины, происходит деформирование покрытия, что требует последующего ремонта кровли, а также приводит к снижению ее долговечности.
Второе направление связано с поддержанием нормального тепло-влажностного режима для холодных чердаков со скатными металлическими кровлями. Без обеспечения надлежащего нормативного утепления чердачного перекрытия, тепловыделяющих инженерных устройств (коллекторов отопления, расширительных баков и прочее), дверей, люков и вентиляции чердачного пространства с двукратным воздухообменом нельзя решить проблему сосулек.
Третье направление — снижение массы снега, который может накапливаться на свесах кровли, — заключается в разработке мероприятий по снегозадержанию или нагреву различных элементов и участков крыши. Снижению массы снега на карнизах крыш способствует большой уклон, но при этом увеличиваются тепловые потери здания.
Выполнение всех указанных направлений не эффективно без обеспечения нормативного температурно-влажностный режима чердачного помещения.
В чердачных помещениях должен обеспечиваться нормативный температурно-влажностный режим [3]:
‒ в холодных чердачных помещениях по расчету, исключающий конденсацию влаги на ограждающих конструкциях (разница температуры наружного воздуха и воздуха чердачного помещения составляет 2–4 ºС);
‒ в теплых чердачных помещениях — по расчету, но не ниже 12 ºС.
Для обеспечения нормативного температурно-влажностного режима в чердачном помещении необходимо [4]:
‒ исключить тепловые потери через чердачное перекрытие, для чего увеличить толщину утеплителя до нормы, производить рыхление сыпучего утеплителя 1 раз в 5 лет, при утеплении перекрытия плитными утеплителями — проверять плотность их укладки, устранять зазоры, восстанавливать предохранительную стяжку;
‒ исключить поступление тепла с лестничной клетки, для чего двери и люки чердачных помещений обшить кровельной сталью по асбесту или войлоку, смоченному в глине;
‒ содержать в исправном состоянии теплоизоляцию трубопроводов отопления и горячего водоснабжения, утеплить канализационные стояки, вентиляционные каналы и шахты;
‒ не допускать увлажнения чердачного перекрытия водой при спуске воздуха из системы отопления через воздухосборники.
Ухудшение температурно-влажностного режима чердачного помещения вызывает преждевременный износ кровли. Недостатками, которые свидетельствуют о нарушении температурно-влажностного режима являются [5]:
‒ повышенная температура и влажность воздуха;
‒ выпадение конденсата и инея на внутренней поверхности кровли;
‒ и прочие.
К нарушению температурно-влажностного режима приводят неисправности теплоизоляции трубопроводов и устройств санитарно-технических систем и центрального отопления, вентиляционных коробов.
Для обеспечения нормального температурно-влажностного режима (для снижения высокой влажности воздуха в чердачных помещениях и предотвращения выпадения на внутренней поверхности кровли конденсата или инея) предпринимают следующие методы [6]:
‒ доводят до требуемой толщину теплоизоляционных слоёв чердачных перекрытий и горячих трубопроводов санитарно-технических систем;
‒ герметизируют вентиляционные короба и трубы;
‒ улучшают паровую изоляцию чердачных перекрытий;
‒ устанавливают эффективную вентиляцию с приточными вытяжными отверстиями, расположенными на разных уровнях и со всех сторон здания.
Эффективный воздухообмен чердачного помещения обеспечивается устройством системы вентиляции по принципу «щелевых продухов» в карнизной и коньковой части крыши. Требуемый воздухообмен обеспечивается по расчёту: площадь живого сечения вентиляционных приточных и вытяжных отверстий в чердачной крыше должна быть не менее 1/150–1/250 площади чердачного перекрытия [7].
Дополнительными мерами по устранению обледенения поверхности крыши являются уменьшение воздействия солнечной радиации на кровлю, а также придание ей гидрофобных свойств, для этого рекомендуется применять покрасочные материалы светлых тонов, обладающие повышенными водоотталкивающими свойствами (ГКЖ-10, ВН-30, и так далее).
Таким образом, температурно-влажностный режим чердачных помещений оказывает огромное влияние как внутри здания и квартир верхних этажей, так и в подъезде в целом. Это проявляется в образовании специфического запаха, сырых пятен, паутины и так далее [8].
Для проведения теплотехнического анализа температурно-влажностного режима чердачных помещений эффективно использование теплового (тепловизионного) метода контроля.
Применение тепловизионного контроля позволяет определять [9]:
‒ 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).
Результаты проведения тепловизионной съемки позволяют [10]:
‒ выделить зоны с аномальными температурами, характерными для дефектных областей,
‒ по термограммам определить их относительные термические сопротивления,
‒ с учетом масштабирующих коэффициентов рассчитать приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции,
‒ запланировать мероприятия эффективные для приведения температурно-влажностного режима чердачного помещения в нормативное состояние.
Учитывая вышеизложенное, соблюдение нормативного (проектного) температурно-влажностного режима помещений имеет существенное значение для поддержания несущих и ограждающих конструкций в работоспособном состоянии, что позволяет продлить эффективный срок службы кровли и недопущение образования сосулек на кровлях зданий.
Литература:
- Баранов Н. И. Микроклимат чердачных помещений. М.: ИНФРА-М, 2015. — 218 с.
- Методические указания к курсовому и дипломному проектам по возведению монолитных железобетонных конструкций по дисциплинам «Технология строительных процессов» и «технология возведения зданий и сооружений» для студентов всех форм обучения специальности 29.03 — Промышленное и гражданское строительство/ Краснодар. политехн. ин-т; сост. Р. Р. Степанов, И. М. Степанов. Краснодар, 1993. — 63 с.
- СНиП 2.01.01.82 — Строительная климатология и геофизика. Госстрой России, Москва 1999.
- Атаев С. С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона. М.: Стройиздат, 1989. — 336 с.
- Петриченко М. Р., Харьков Н. С. Нелинейные предельные задачи переноса для ограждающих конструкций. В сборнике: Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции VI Международная научно-техническая конференция. 2015. С. 54–60.
- Дикман Л. Г. Организация и планирование строительного производства: Управление строительными предприятиями с основами АСУ: Учеб. Для строит. Вузов — 3-е изд., перераб. И доп. М.: Высшая школа, 1988. — 559 с. с. 35.
- Гаас И. А., Старцев С. А., Харьков Н. С., Шуравина Д. М. Численное моделирование стационарного теплообмена панельного здания серииОД4. Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 1 (16). С. 23–35.
- Дикман Л. Г. Организация и планирование строительного производства: Управление строительными предприятиями с основами АСУ: Учеб. Для строит. Вузов — 3-е изд., перераб. И доп. М.: Высшая школа, 1988. — 559 с. с. 59.
- Технология строительных процессов: Учеб./ А. А. Афанасьев, Н. Н. Данилов, В. Д. Копылов и др.; Под ред. Н. Н. Данилова, О. М. Терентьева. — 2-е изд., перераб. М.: Высшая школа, 2000. — 464 с.
- Нормативы по теплозащите зданий СНКК-23–302–2000. Краснодар 2001.
