Тепловизионный контроль качества строительства

Тепловизоры в строительстве

(по материалам белорусской прессы)

Как известно, главной задачей строительного комплекса республики была и остается реализация крупномасштабной жилищной программы. Только в прошлом году за счет всех источников финансирования в Беларуси сданы в эксплуатацию 2 миллиона 951 тысяча квадратных метров жилья. Однако по–прежнему наиболее слабым звеном в строительстве продолжает оставаться качество строительно–монтажных работ.

Существующие традиционные методы контроля качества строительства давно устарели и не дают должного эффекта. Зачастую сразу же после заселения вновь построенных зданий жильцы жалуются на множество конструктивных недоработок, низкое качество строительно–монтажных работ и огромные энергозатраты на теплоснабжение зданий. Совсем иной путь контроля качества строительно–монтажных работ открывается благодаря использованию инфракрасной (ИК) техники. На выявление вскрытых строительных дефектов, приводящих к увеличению тепловых потерь, и направлен так называемый тепловизионный контроль качества строительства. О перспективах этого метода дефектоскопии жилых зданий мы беседуем с заведующим сектором внедрения энергосберегающих технологий Белорусского теплоэнергетического института, кандидатом технических наук В.Н.Войтеховичем.

	Снимок 1. Торец дома. Хорошо видны места с увеличенными тепловыми потерями различной интенсивности через стыки, а также тепловые мостики в теле панелей.
	Снимок 2. На снимке отчетливо видны места на лоджиях с увеличенными тепловыми потерями. Этот дефект отмечен, практически, в 100% случаев и является результатом конструктивной недоработки стыкового элемента. С другой стороны можно отметить хорошее качество стыковых элементов панелей, имеющих в нижней части так называемый "зуб".
	Снимок 3. Увеличенные тепловые потери через цоколь и в стыке между наружными панелями, расположенными под углом в 90°, являются одним из характерных недостатков серии М464–9.
	Снимок 4. На поверхности ряда панелей (30–40% от их общего количества) отчетливо заметны тепловые мостики в их верхней части справа и слева от окна.
	Снимок 5. Отчетливо виден дефект строительно–монтажных работ при выполнении плоского вертикального стыка выше 6–го этажа. Также видны увеличенные тепловые потери через вертикальный угловой стык.

– Владимир Николаевич, посвятите немного в сущность и цели тепловизионного контроля. Расскажите, пожалуйста, как давно используется этот метод в нашей республике?

Тепловизионный контроль – это съемка с помощью специального оборудования теплового излучения, исходящего от ограждающих конструкций отапливаемого здания в зимнее время. Съемка выполняется в инфракрасном спектре. Оборудование для ИК съемки хорошо известно, давно используется в науке и военном деле. Однако имеющиеся у нас в республике приборы давали только черно–белое изображение, которое не позволяло проводить детальный, глубокий и тонкий анализ тепловых потерь ограждающих конструкций. Теперь в Минске, в частности, в нашем институте, имеется тепловизор "Агема" шведского производства, который дает цветное изображение наблюдаемого объекта и благодаря этому можно очень детально, скрупулезно проанализировать состояние ограждающих конструкций. При этом видны все дефекты как строительно–монтажных работ, так и самих строительных конструкций, которые можно проследить по так называемым тепловым мостикам. В результате анализа получаем очень много ценной информации для строительных организаций и для изготовителей строительных конструкций, поскольку они могут успешнее работать над совершенствованием качества, улучшением теплоизоляции и устранением этих самых тепловых мостиков, которые другими способами определить непросто.

– Но ведь каждое новое здание – это дополнительные энергозатраты со стороны государства на его теплоснабжение. Что тут важно знать и что можно предпринять?

Следует отметить, что уже существующие здания потребляют около 40% топливно–энергетических ресурсов (ТЭР), поставляемых в основном из–за рубежа. А снижение затрат на теплоснабжение зданий – это снижение зависимости от внешних поставщиков ТЭР. Это тем более важно, поскольку удельное энергопотребление наших зданий намного выше, чем в некоторых странах с аналогичными или близкими климатическими условиями. Дело в том, что многие страны мира со времени первого нефтяного кризиса (1973 г.) провели огромную работу по снижению энергопотребления в зданиях. Например, в Дании за это время потребление тепловой энергии на отопление снизилось на 40%. Достигалось это как теплотехнической реконструкцией и утеплением старых зданий, так и улучшением качества и энергетической эффективности вновь возводимых зданий и сооружений. Причем для выявления зданий с высокими тепловыми потерями, а также строительных дефектов, приводящих к увеличению тепловых потерь, широко использовалась инфракрасная съемка.

– Скажите, а каково 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.

Все существующие здания были построены в соответствии с действовавшими на момент строительства нормами и стандартами. В зависимости от года сооружения зданий их теплозащитные свойства (например, термическое сопротивление стен) в обобщенном виде можно представить в виде графика (см. рис.).

Как видно из графика, в 1994 г. существенно возросли нормативные требования по термическому сопротивлению стен.  Примерно в такой же пропорции в 1994 г. возросли нормативные требования и для других ограждений (покрытия, пол). Требуемое термическое сопротивление окон увеличилось с 0,34 до 0,6 м 2К/Вт.  Фактически, с введением новых норм все ранее построенные здания попали в разряд не соответствующих современным теплотехническим требованиям.

Следует отметить также, что многие из них, главным образом панельные здания массовых серий, были построены зачастую с отступлениями от строительных норм. Низкое качество строительно–монтажных работ привело к тому, что жилищно–эксплуатационные службы из года в год тратят огромные средства на производство постоянных ремонтно–восстановительных работ, главным образом на межпанельных стыках. Из–за этого панельные здания, и без того не отличающиеся высокими архитектурными свойствами, полностью потеряли удовлетворительный облик. Дождевая вода, попадая вовнутрь панели через неплотности в стыках, снижает термическое сопротивление стены, увеличивает тепловые потери.

Другим слабым местом (также результат низкого качества работ) является сопряжение окон с наружной стеной. Здесь при косом дожде вода также часто попадает в тело панелей, ухудшая их теплозащитные свойства, разрушая строительную конструкцию. Вода в этих местах часто проникает и в жилые помещения. В результате термическое сопротивление на многих участках стен в таких зданиях в 4–5 раз ниже нормативного. Ухудшение теплозащитных свойств ограждений в холодную пору года ведет к выпадению конденсата на внутренней поверхности, образованию черной плесени, промерзанию панелей. Значительно увеличиваются затраты на отопление таких зданий.

– Как же добиваться улучшения теплозащитных свойств ограждающих конструкций?

Как ни странно, с описанными выше проблемами, в частности, с явлением конденсации на внутренней поверхности стен, приходится сталкиваться и в зданиях современной постройки.

Причем это явление наблюдается главным образом в местах стыков панелей. Это говорит о том, что стыковое соединение между панелями не соответствует современным требованиям энергоэффективности как с конструктивной точки зрения, так и, в первую очередь, с точки зрения качества выполнения работ.

Строительная организация с объекта рано или поздно уходит, гарантии качества работ, данные на один год, истекают, а заложенные при строительстве проблемы ложатся затем на плечи владельца здания или жилищно–коммунальных служб. Впоследствии это приводит к многочисленным работам по ремонту, а также к увеличению энергозатрат на эксплуатацию здания в зимний период. К тому же никто, как правило, не считает энергозатрат на производство использованных при таких ремонтных работах строительных материалов.

Мы считаем, что в сегодняшних условиях нехватки энергоносителей, борьбы за энергосбережение (а энергосбережение является одним из приоритетных направлений государственной политики), низкое качество строительных работ является прямой причиной энергорасточительства в будущем. В современных условиях оно просто недопустимо.

– А в чем причины, прямо скажем, плохого качества строительства?

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

Следует отметить, что качество выполнения стыкового элемента в дальнейшем определит и состояние и энергопотребление здания. Низкое качество выполнения стыков приведет в будущем к попаданию вовнутрь ограждения дождевой либо талой воды, что, в свою очередь, ведет к потере теплозащитных свойств, резкому увеличению тепловых потерь и, следовательно, энергозатрат на отопление. С другой стороны, низкое термическое сопротивление стыкового элемента приводит к конденсации влаги на внутренней поверхности наружного ограждения, к увлажнению и неизбежно к потере теплозащитных свойств конструкции с аналогичными описанным выше последствиями.

Тепловизионный (с использованием инфракрасной съемки) контроль качества строительно–монтажных работ позволит начать работу по наведению порядка на строительной площадке, повысит ответственность производителей строительно–монтажных работ за выполнение скрытых работ, даст информацию разработчикам и производителям строительных конструкций по совершенствованию конструкции как самих панелей, так и стыковых элементов между ними.

– По чьей инициативе начал вводится тепловизионный контроль качества строительства в республике?

Первоначальный толчок такой работе дал Государственный комитет по энергосбережению и энергетическому надзору РБ. Именно он заказал нашему институту работу по исследованию качества строительно–монтажных работ с использованием ИК съемки для типовых сборных зданий. Для обследования было решено брать только новые здания (1–2 года после заселения). Причем проверке подлежали все строительно–монтажные организации, выполняющие работы по сборному домостроению в г. Минске: МОПИД (панельные жилые здания); МОПОБД (жилые здания из блок–комнат); строительные тресты №№ 1, 4, 7, 35 (строительство школ, детских садов, других зданий).

В первую очередь наша работа была направлена на анализ качества сборного домостроения, поскольку здесь наибольшее количество всевозможных мест с дефектами и утечками тепловой энергии .

– Владимир Николаевич, нельзя ли более подробно остановиться на результатах обследования строительных организаций?

Возьмем, к примеру, Минское объединение производственно–индустриального домостроения (МОПИД). Учитывая большой объем домостроения, выполняемый данным предприятием, были обследованы четыре здания типовых массовых серий: два здания серии М–464–9 и два здания серии 111–90. Для других организаций обследовалось выборочно только по одному зданию из представленного ими списка. Давайте рассмотрим результаты обследования серии М–464–9.

Следует сразу отметить, что ИК съемка дает не количественную характеристику, а позволяет получить относительную картину тепловых потерь, помогая оперативно выявить места с дефектами для последующего анализа их причин. Тем не менее опытный специалист по ряду характерных признаков изображения объекта в ИК спектре, при правильной настройке оборудования для ИК съемки, в состоянии оценить и термическое сопротивление отдельных строительных элементов. В целом по итогам обследования данной строительной серии, несмотря на ряд недостатков, можно говорить об удовлетворительном конструктивном решении и удовлетворительном качестве выполнения работ следующих элементов конструкции здания: горизонтальных стыков между панелями, имеющими окна; вертикальных стыков только между панелями, имеющими характерный для данной серии горизонтальный "зуб" в нижней части панели.

Наиболее слабыми с теплотехнической точки зрения, характеризующимися увеличенными тепловыми потерями различной интенсивности, являются следующие элементы и узлы строительной серии М–464–9: вертикальные и горизонтальные плоские стыки панелей торца здания (см. снимок 1). Здесь специалисты, ответственные за качество, должны обратить внимание как на совершенствование конструктивного решения стыка, так и на качество монтажа; вертикальный стык между тремя панелями (две наружные под прямым углом и одна внутренняя), расположенными на лоджии (см. снимок 2). Данный узел также требует конструктивной доработки, так как все без исключения стыки имеют увеличенные тепловые потери (вертикальный стык между наружными стеновыми панелями, расположенными под прямым углом, см. снимки 3, 5). Требуется как конструкторская доработка, так и улучшение качества строительно–монтажных работ (стенка цоколя, см. снимок 3). Требуется новое конструктивное решение с увеличением термического сопротивления (верхняя часть панели, имеющей т.н. "зуб", снимок 4). Здесь заметны характерные тепловые мостики справа и слева от окна. Причем данный дефект присутствует только на части панелей (30–40% от общего количества), что говорит о недостаточном качестве изготовления панелей на заводе. Все отмеченные выше недостатки требуют принятия безотлагательных мер по конструктивной доработке самих отмеченных элементов, а также по улучшению качества изготовления панелей и их монтажа.

Следует также отметить, что при выполнении работы по ИК съемке было сделано большое количество снимков, а также снят видеофильм, которые в целом дают более полное представление о состоянии ограждающих конструкций. Прилагаемые снимки показывают наиболее типовые недостатки, характерные для данной строительной серии.

–Скажите, насколько необходимо и перспективно данное направление вашей работы?

Мы считаем, что такая работа по тепловизионному контролю за качеством строительных работ должна выполняться на постоянной основе, во избежание тиражирования зданий, которые сразу после строительства надо будет утеплять. Кроме того, она даст возможность получить независимую оценку качества работ, выполненных каждой из строительных организаций, и вести с этими организациями конкретный разговор об устранении выявленных недостатков либо о приостановке лицензии на выполнение строительно–монтажных работ.

Вел беседу Николай ЖИЛИНСКИЙ.