Мостики холода

Принимаемое при теплотехнических расчетах распространение тепла в одном измерении на практике не встречается, поскольку в действительности в ограждающих конструкциях всегда имеются такие участки, передачу тепла в которых невозможно учесть даже приблизительно (грани, углы, стыки и места нарушения целостности наружной теплоизоляционной оболочки, вследствие сквозного прохождения вентиляционных каналов или элементов строительных конструкций и т.д.).

Такие участки в ограждающих конструкциях, в которых вследствие геометрических условий, а также совместного применения различных по свойствам материалов создаются условия распространения тепла в двух или трех измерениях, называют мостиками холода (тепловыми мостиками).

Во всех этих участках потери тепла, как правило, увеличены по сравнению с обычными поверхностями.

К сожалению, визуально мостики холода обычно не определяются на фасаде здания. Только термографические исследования показывают теплотехнические дефекты.

Примерами мостиков холода являются строительные элементы из бетона в кирпичной или блочной кладке, например, несущие перекрытия, оконные и дверные перемычки, опоры повышенной жесткости, выступы, подвальные цоколи, и т.д.

Повышенная теплоотдача через мостики холода приводит к ряду негативных последствий.

Повышенный расход энергии. Возрастает потребление энергии для отопления здания с целью поддержания постоянной температуры воздуха внутри. Мостики холода приводят к повышению расхода энергии до 30%.

Риск образования плесени. В области мостика холода температура внутренней поверхности стен понижается настолько, что в холодное время года она становится ниже температуры точки росы, равной 7,4° C (в случае комнатной температуры около 18°C и влажности воздуха 50%).

При такой температуре внутренней поверхности водяной пар, содержащийся в воздухе помещения, достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться в росу, что приводит к появлению сырости – идеальной питательной среде для плесневого грибка.

Поэтому устранение мостиков холода необходимо не только по причинам энергетическим, но и санитарно-гигиеническим. В последнем случае речь идет о здоровье людей.

Трещины вследствие напряжения. Значительный перепад температур в участках конструкции создает большую вероятность того, что здание деформируется в результате неравномерных напряжений и просуществует гораздо меньше отведенного гарантией срока эксплуатации.

Мостики холода появляются в местах соединения строительных элементов по двум причинам:

- исследуемая конструкция, конструктивный элемент ограничиваются непараллельными плоскостями, где внешняя изотермическая поверхность по площади превышает внутреннюю, что приводит к «эффекту охлаждающих ребер». Подобное явление называют геометрически обусловленными мостиками холода (углы помещения, пересечения стен, соединения стен с перекрытиями);
















Рис. 1. Геометрически обусловленные мостики холода (пунктиром показаны наиболее холодные участки конструкции).

1 - аттик; 2 - выступающий балкон; 3 - угол здания.

- отдельные участки ограждающих конструкций выполнены из разных по теплопроводности материалов (Мостики холода, обусловленные конструкцией и материалом). Теплопроводность строительных материалов характеризуется коэффициентом теплопроводности », который равен количеству перенесённого тепла за одну секунду между двумя ровными плоскопараллельными поверхностями, площадью в один квадратный метр каждая, через слой материала толщиной один метр, при разнице температур – 1 К. Мостик холода возникает при использовании в конструкции материала, теплопроводность которого выше, чем у материалов, находящихся в непосредственной близости с ним. Например, в стену встроены колонна или железобетонное ребро жесткости; изоляционный слой имеет разную толщину.














Рис. 2. Мостики холода, обусловленные конструкцией и материалом (пунктиром показаны наиболее холодные участки конструкции).

1 - железобетонная опора в легкой кладке; 2 - подвальный цоколь; 3 - смешанная кладка.

Очень часто в строительной практике встречаются одновременно геометрически, конструкционно и материально обусловленные мостики холода (например, в балконных плитах), что существенно повышает риск повреждения здания.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что избежать мостиков холода невозможно, поскольку любая конструкция где-то кончается, с чем-то соединяется.

И даже при однородной по материалу конструкции концы стен, их соединения с перекрытиями в любом случае являются мостиками холода. Мостики холода как следствие неоднородности конструкции чаще всего наблюдаются в многослойных конструкциях.

Воздействие мостика холода тем более существенно, чем ширина мостика больше его толщины. При простой форме конструкции отношение ширины к толщине называют гибкостью мостика холода.

Не имеющими мостиков холода считаются конструкции, в которых путем применения материалов с различными теплотехническими характеристиками и различных конструктивных решений добиваются если не равномерной, то почти одинаковой температуры по внутренней поверхности конструкции.

Непосредственное влияние сквозного мостика холода можно снизить или устранить полностью, прерывая его. Для этого можно использовать материал стены или изоляционный материал.

Накладываться он может перед мостиком холода, позади него или с двух сторон, но такая изоляция по-настоящему будет эффективна, если ширина изоляционного слоя превышает ширину теплового мостика, по крайней мере, в 2 раза.

В этом случае тепловой поток можно считать уже идущим в одном измерении и влияние элемента, определяющего, мостик холода, перестает быть ощутимым.
















Рис. 3. Теплоизоляция мостиков холода.

1 - наружная стена; 2 - конструкция пола; 3 - плита перекрытия; 4 - консольная плита; 5 - утеплитель.

Ниже приведены рекомендации, которые помогут снизить потери тепла, возникшие из-за мостиков холода.
Не следует делать отверстия в теплоизоляционной оболочке.

Если невозможно избежать отверстий в теплоизоляционном слое, то в этом месте нужно максимально увеличить сопротивление теплопередаче (применять пористый бетон, древесину).

Расположить утеплитель так, чтобы в стыках не было пустых пространств. Стык должен быть полностью изолирован.
По возможности выбирать грани с тупыми углами.