Современные системы теплоизоляции зданий играют ключевую роль в энергоэффективности и долговечности строений. Однако эксплуатация теплоизоляционных материалов сопровождается появлением дефектов и повреждений, что приводит к увеличению теплопотерь и снижению комфорта внутри помещений [1]. Основные причины возникновения дефектов условно можно разделить на три основные категории: технологические ошибки, эксплуатационные воздействия и геоклиматические условия.

К технологическим ошибкам при производстве работ относятся:

– отсутствие крепежного элемента теплоизоляционного слоя;

– недостаточная защита от влаги (отсутствие гидроизоляции).

– отсутствие или несоответствие качества армирующей щелочностойкой фасадной сетки;

– использование плитного экструдированного утеплителя в два слоя без учета паропроницаемости данного материала;

– ошибки в нанесении штукатурного слоя (несоблюдение толщины слоя и времени высыхания).

Результаты технологических нарушений приведены на рис.1–4.

Рис. 1. Отсутствие крепежного элемента теплоизоляционного слоя

Рис. 2. Использование плитного экструдированного утеплителя

Рис. 3. Нарушение технологии примыкая недостаточная защита от влаги

Рис. 4. Несоответствие качества армирующей сетки

Эксплуатационные воздействия характеризуются:

– механическими повреждениями в результате ударов или града;

– разрушением структуры материала под воздействием ультрафиолета;

– не соблюдением температурных режимов, проведение работ при температуре ниже плюс 5 приводит к замерзанию воды в микротрещинах.

Результаты эксплуатационных воздействий были обнаружены при обследовании теплоизоляции фасада жилого 3-х этажного многоквартирного дома по улице Суворова в г. Бендеры и частного одноэтажного жилого дома с мансардой в г. Тирасполь, приведенные на рисунках 5 и 6.

Рис. 5. Механическое повреждение теплоизоляционного слоя без наружного защитного слоя в следствие ударов града

Рис. 6. Разрушение плитного теплоизоляционного материала в виде пенополистирола в результате ультрафиолетового воздействия

Пенополистирол (EPS) часто страдает от механических повреждений и воздействия ультрафиолета. При нарушении герметичности может накапливать влагу, что снижает изоляционные свойства.

На эксплуатационную долговечность теплоизоляционных фасадных систем влияние оказывают климатические условия региона:

– высокая влажность воздуха.

– резкие перепады температур.

– загрязнение атмосферы.

Согласно проведенной тепловизионной съёмка фасада жилого здания в ул. Нестерова д. 39 г. Тирасполь, выявлены ряд дефектов. Исследование выполнялось на участках стен, утеплённых плитами пенопласта толщиной 30мм, разрушенные УФ и временем, т. к. пенопласт состоит из полистирольных цепочек — длинных молекул-полимеров, а ультрафиолет обладает высокой энергией и разрывает эти цепочки. Теплоизоляция здания осуществилась без наружной отделки теплоизоляционного слоя. Вследствие чего теплоизоляционный материал подвергался ультрафиолетовому и атмосферному воздействию в климатических условиях ПМР на протяжении более 2-х лет. Полученные термограммы (рис. 7) показали, что в целом материал обеспечивает достаточный уровень теплозащиты равный 2,5 м*град/Вт [2], однако в местах стыков плит пенопласта чётко прослеживались мостики холода.

Температура в этих зонах была заметно выше, чем на основной поверхности стены. Это свидетельствует о том, что традиционные системы утепления на основе пенопласта подвержены теплопотерями в 4ᵒC (при температуре наружного воздуха +2 ᵒС) через швы и требуют дополнительных мер для устранения дефектов теплоизоляционного слоя.

Рис. 7. (а) Термограмма, (б) Фотография стены

В Кишинёве и Бендерах около 40 % дефектов наружной отделки связаны с использованием плитного пенополистирола. В Тирасполе отмечено до 15 % случаев повреждений, связанных с неправильным монтажом.

В регионах с высокой влажностью (Кишинёв) наблюдается до 50 % случаев потери изоляционных свойств из-за проникновения воды при использовании в фасадных система минеральной ваты

При использовании теплоизоляционной гранулированной штукатурки основной проблемой является образование трещин (рис. 8).

В Бендерах 25 % фасадов с данным покрытием страдают от растрескивания при резких изменениях температуры. Анализ показывает, что наименее устойчивы к повреждениям пенополистирол и минеральная вата. Основные причины — низкая механическая прочность и высокая чувствительность к влаге. Пенополиуретан и теплоизоляционная штукатурка демонстрируют лучшие показатели, но также требуют соблюдения технологий нанесения и защиты. Вследствие нарушения наружной теплоизоляции возникают теплопотери здания. В городах Кишинёв и Тирасполь здания с дефектами наружной теплоизоляции теряют в среднем на 30 % больше тепла

Рис. 8. Образование трещин в теплоизоляционной штукатурке

В многоквартирных домах, построенных в 1980-х, в г. Кишиневе утеплённых пенополистиролом, выявлено до 60 % повреждений из-за неправильного монтажа.

Частному сектору г. Тирасполь в большей степени характерно использование минеральной ваты, которая в большей степени страдает от значительных теплопотерь (до 50 %) из-за проникновения воды в утеплитель.

На фасадах зданий в г. Бендеры, отделанных с использованием теплоизоляционной штукатурки наблюдается увеличение микротрещин в первые 3 года эксплуатации.

На основании проведённых обследований теплоизоляции зданий в ПМР и Молдове, построены диаграммы, приведенные на рис. 9, 10, которые отражает процентное соотношение причин возникновения дефектов скрепленной теплоизоляции фасадов, в частности технологических ошибок. Наибольшее количество дефектов теплоизоляции возникает по причине нарушений технологии монтажа (45 %) и использования некачественных материалов (20 %).

Рис. 9. Причины возникновения дефектов скрепленной теплоизоляции фасадов

Рис. 10. Диаграмма соотношений технологических ошибок внутри 45 % категории «нарушение технологии монтажа»

Вывод. Мониторинг дефектов наружной теплоизоляции позволяет своевременно выявлять причины повреждений и минимизировать теплопотери. Наиболее уязвимыми материалами остаются пенополистирол и минеральная вата, что требует особого внимания при их применении. В городах ПМР и Молдовы климатические условия оказывают значительное влияние на долговечность теплоизоляции.

Литература:

1. Е. Р. Вудвуд, Н. С. Бостан. Причины низкой энергоэффективности в эксплуатируемых зданиях /сборнике материалов Итоговой (ежегодной) научной студенческой конференции Приднестровского государственного университета им. Т. Г. Шевченко по итогам НИР в 2021 году. — С.33–38. режим доступа chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/http://spsu.ru/images/files/science/Materiali_itogovoi_ezegdnoi_naychnoi_stud_konferentsii.pdf
2. СНиП ПМР 23–03–2011 «Тепловая защита зданий»