Эксплуатационные характеристики ограждающих конструкций

Функция ограждающих конструкций - поддерживать внутри здания заданный температурно-влажностный режим, который влияет на комфортность проживания и зависит от теплотехнических свойств строительного материала, из которого выполнены ограждающие конструкции.

Ограждающие конструкции - многофункциональные и многоэлементные системы. Их функции обеспечиваются определенными свойствами материалов и конструкций: теплозащита - теплопроводностью и теплоемкостью; водозащита - воздухопроницаемостью, герметичностью узлов и стыков конструкций; звукозащита - звукопоглощением и звуконепроницаемостью; физико-механические свойства - долговечность стенового ограждения. Кроме того, ограждающие конструкции выполняют архитектурную функцию, которая связана с приданием поверхности ограждающих конструкций заданной формы и цветовой гаммы.

Изменение во времени свойств материала ограждающих конструкций приводит не только к нарушению тепловлажностного режима помещений, но и повреждению конструкций, снижению их несущей способности и долговечности. Недостаточная теплоизоляция стен способствует увеличению влажности, которая, конденсируясь и распространяясь на несущие конструкции, приводит к изменению их физико-механических свойств.

Наружные стены должны обеспечивать не только защиту от проникновения атмосферной влаги, но и свободную диффузию водяных паров из внутренних помещений в наружную среду. Важнейшее условие нормального режима состоит в том, чтобы атмосферная влага, конденсат и диффузия паров имели возможность испаряться во внешнюю среду. Эффективность защиты от переувлажнения атмосферными осадками имеет свои положительные и отрицательные аспекты. Для стен с различными видами наружной отделки динамика влагопереноса зависит от многих факторов. Так, защита в виде штукатурного покрытия способствует постоянному накоплению влаги, в то время как для стен без наружной отделки влага быстро отдается наружу. Такое явление особенно ярко проявляется для стеновых ограждений из пористого материала (газосиликата, газо- и пенобетона). Устройство покрытий из керамической плитки препятствует попаданию атмосферных осадков, но не обеспечивает миграции влаги из помещений.

Скорость водоотдачи зависит от паропроницаемости материала конструкции и от упругости пара. При нанесении на наружную штукатурку ограждения защитного слоя краски или облицовочной плитки снижается паропроницаемость, что приводит к конденсации воды под изоляционным слоем и разрушению поверхностных слоев при цикличном воздействии отрицательных температур.

Жидкая и газообразная фазы атмосферной влаги воздействуют на ограждающие конструкции под действием капиллярных сил, ветрового напора, градиента давления и проникают во внутренние слои, что приводит к увеличению влажности материала и ухудшению теплотехнических и прочностных свойств.

Эксплуатационные качества несущих и ограждающих конструкций в значительной степени зависят от величины деформаций. Их суммарные параметры являются следствием возрастания вертикальных нагрузок в период возведения и длительных процессов усадки и ползучести в окончательно сформированной системе здания. Вторая составляющая полных деформаций может превышать расчетные значения первой.

Определяющее влияние на эксплуатационные характеристики зданий оказывают температурно-влажностные деформации. При перепадах температур наблюдаются перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Наиболее опасными для панельных зданий являются деформации, вызванные перепадом температур по сечению стен. Деформированное состояние панели представляется в виде сферы, выгнутой в сторону нагреваемой поверхности. Наличие напряжений растяжения в нагреваемом слое и сжатия в ненагреваемом вызывает деформации и напряжения, которые могут превышать предел прочности материала, что приводит к трещинообразованию. Циклические воздействия постоянно увеличивают число трещин и ширину их раскрытия.

Эксплуатационные показатели зданий значительно ухудшаются в связи с возникновением отказов в результате инфильтрации воздуха под действием градиента давления между наружной и внутренней средами. Основным полем воздухопроницаемости в помещение являются стыки панелей и примыкания оконных и балконных заполнений. Воздухопроницаемость значительно повышается при изменении свойств герметиков в результате их старения и для домов первых массовых серий выше нормативных значений в несколько раз. Это обстоятельство создает дополнительный инфильтрационный тепловой поток, нарушая комфорт помещений.

Важное значение для воздухозащиты помещений имеет правильная технология установки окон и балконных заполнений, т.к. теплопотери через их примыкания достигают до 50 % общих. Увеличение герметичности окон должно повышаться с ростом этажности зданий. Так, для зданий высотой до 17 этажей герметичность должна быть повышена в 2-3 раза по сравнению с пятиэтажными.

Большое влияние на процесс воздухообмена оказывают вентиляционные системы и системы инженерного оборудования (лифтовые шахты, мусоропроводы). Отклонения от проектных решений приводят к интенсивному воздухообмену, что незамедлительно сказывается на температурно-влажностном режиме жилых помещений.

В то же время недостаточный воздухообмен приводит к ряду негативных явлений.

Так, опыт эксплуатации санированных панельных жилых зданий в Германии показал, что около 30 % квартир подвержены образованию грибковой плесени. Основная причина интенсивного роста грибковых колоний состоит в недостаточном воздухообмене при утеплении фасадов панельных домов. Применение герметичных окон и стремление снизить энергозатраты за счет сокращения вентиляционных потерь существенно повышают влажность воздуха. Другой причиной служат ошибки в проектах, способствующие возникновению мостиков холода, что при повышенных влажности и температуре внутренней поверхности наружной стены являются причиной выпадения конденсата. Достаточно высока вероятность появления конденсата в угловых комнатах, что связано с аэродинамическим эффектом, способствующим более эффективной теплоотдаче и снижению теплоизоляционных свойств материала.

Важным условием комфортного проживания является показатель звукоизоляционных свойств конструкций. Изоляция смежных помещений оценивается звукоизолирующей способностью разделяющих ограждений и интенсивностью передачи звука прямым и косвенным путями. В этом плане большое влияние оказывают архитектурно-планировочные решения, материал разделительных стен и перекрытий, а также конструктивное решение узлов и примыкающих элементов. Звукоизолирующие качества конструкций со временем эксплуатации ухудшаются в результате изменения их физико-механических характеристик: упругости, деформативности, образования и раскрытия трещин.

Особое влияние на виброакустические параметры помещений оказывают структурные шумы и вибрации, которые передаются по каркасу стен и перекрытий. Основным методом борьбы с ними является создание узлов с демпфилирующими прокладками, обеспечивающими гашение колебаний, разрезных конструктивных систем с виброизоляцией, плавающих полов и т.п.

Наибольшая дискомфортность жилых помещений появляется в результате воздействия воздушных шумов от автомобильного и других видов транспорта. Она определяется интенсивностью движения и удаленностью зданий от основных магистралей. Снижение этого воздействия осуществляется методами звукоизоляции поверхности стен, устройством 3-слойного или пакетного остекления, снижение воздействия звуковых колебаний достигается путем посадки шумозащитных зеленых насаждений и возведения специальных отражающих барьеров.

В соответствии с нормами МГСН 2.04-97 «Допустимые уровни шума, вибрации и требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях» активизируется борьба с воздушными и ударными шумами методами строительной физики.

При выполнении реконструктивных работ необходимо учитывать процессы и явления, направленные на повышение технической и эксплуатационной надежности зданий, снижение вредного воздействия окружающей среды, применение энергосберегающих конструкций, эффективных материалов и технологий, существенно оздоровляющих условия комфортного проживания.