Связь теплоизоляции и биоповреждений возникает из-за нарушения параметров микроклимата внутри зданий, что приводит к намоканию конструкций и их биоповреждению. В качестве примера был рассмотрен такой объект, как мобильные здания (МЗ) – вагон-дома (бытовки), используемые для проживания вахтовых рабочих на Крайнем Севере (КС). Это жилье длительного пребывания, и к нему применяются санитарные требования, предъявляемые нормативными документами к жилым помещениям. Для эксплуатации при наружных температурах воздуха до -60°С МЗ должны обладать повышенной теплоизоляцией и исключать образование переохлаждающихся зон с конденсатом и наледью внутри помещений. В МЗ вахтовые рабочие вынуждены осуществлять все основные виды бытовой активности (сон, размещение и просушка личных вещей, разогрев пищи, прием душа, кипячение воды и т.п.), что неизбежно приводит к выделению влаги и повышению относительной влажности воздуха (ОВВ). Таким образом, задача грамотного проектирования теплоизоляции представляется одной из наиболее важных.
В настоящее время МЗ для эксплуатации в диапазоне температур окружающего воздуха от -60 до +45°С изготавливаются согласно требованиям ГОСТ 15150-69, ГОСТ 22853-86, ГОСТ Р 52746-2007 и представляют собой конструкцию, склеенную из сэндвич-панелей, смонтированных на раме, с обшивкой металлическими листами. В качестве утеплителя применяется обычный пенополистирол (ППС) толщиной 100 мм. Отопление осуществляется при помощи электроконвекторов и тепловых пушек. Проблемы биоповреждения внутренних помещений встречаются чрезвычайно часто. Как правило, типичным является образование конденсата в углах помещений и последующее массовое биопоражение этих зон плесенью (рис. 1, 2).
Рис. 1. Места отбора проб биоповрежденных участков
Массовое развитие плесневых грибов крайне опасно для здоровья людей, т.к. споры плесени содержат сильные аллергены и токсины. Некоторые виды плесневых грибов могут начать расти и развиваться в организме человека, приводя к серьезным заболеваниям – глубоким микозам. Проживание и даже кратковременное пребывание в зараженных помещениях представляет особый риск для детей и пожилых людей, а также лиц с ослабленным здоровьем, с заболеваниями органов дыхания, аллергиями, нарушениями иммунитета. Следовательно, эксплуатация биопораженных плесенью МЗ является неприемлемой с точки зрения опасности для здоровья людей.
Рис. 2. Биоповрежденный фрагмент помещения
Причинами образования конденсата на конструкциях могут быть одновременно или по отдельности:
– эксплуатационное или проектное нарушение параметров температурно-влажностного режима (ТВР) – превышение ОВВ, нарушение вентиляции и применение невлаго- и небиостойких видов теплоизоляции;
– промерзание ограждающих конструкций МЗ за счет дефектов теплоизоляции.
Было проведено исследование 64 мобильных зданий Крайнего Севера, из них в 37 присутствовали признаки поражения плесенью. Были исследованы пробы воздуха, соскобы и отпечатки с поверхности зон поражения плесенью, а также выполнен тепловизионный замер всех 64 вагон-домов.
В воздушной среде обследованных помещений МЗ выявлено сильное превышение численности спор плесневых грибов IV группы потенциальной патогенности. Крайне высокая их концентрация свидетельствует о том, что пользование помещениями вредно для здоровья людей. Данные плесневые грибы известны как аллергенные и токсигенные виды.
Зараженные плесенью, такие вагон-дома непригодны для проживания в связи с наличием выявленных вредных факторов среды обитания человека, представляющих опасность для жизни и здоровья граждан.
Рис. 3, 4. Визуализация тепловизионной съемки промерзающих частей здания
Поскольку картина биоповреждения МЗ соответствует случаям образования конденсата в помещениях со следующими техническими нарушениями (всеми или некоторыми по отдельности): нарушениями теплоизоляции ограждающих конструкций; применением неэффективных теплоизоляционных материалов; нарушениями ТВР, – для выяснения возможных причин нами выполнен инструментальный контроль показателей температуры и влажности воздуха и конструкций, изучение технической документации на МЗ. Проведен замер фактических значений температуры и относительной влажности воздуха внутри помещений, и осуществлено сравнение зафиксированных значений с требованиями ГОСТ 22853-86, согласно паспортной документации на МЗ.
При анализе полученных данных установлено, что ОВВ не превышена ни в одном из обследованных вагон-домов и составляла от 15% до 49%, а температура воздуха находилась в диапазоне 18,0-25,4°С, что соответствует ГОСТ 30494-2011 и СанПиН 2.1.2.2645-10. При этом наличие видимых очагов развития плесени коррелирует с наличием зон переохлаждения ограждающих конструкций. Наличия биопоражения плесневыми грибами в отсутствие зон промерзания и образования конденсата не зафиксировано. Вагон-дома, в которых есть зоны переохлаждения и нет следов плесени на дату осмотра, находятся в зоне высокого риска биопоражения при продолжении их эксплуатации (рис. 3-5).
Рис. 5. Общий вид жилого помещения мобильного здания
Исходя из документации на МЗ, расчетные значения минимально допустимой температуры стен помещений определяются по температуре внутреннего воздуха (22°С) и нормируемому перепаду температур между воздухом и ограждающими конструкциями. Расчетные значения минимально допустимой температуры стен помещений равны 18°С и 17°С. Уровень влажности воздуха позволяет осуществлять любые виды бытовой активности, включая сушку белья, приготовление пищи, гигиенические процедуры и др.
Учитывая проведенные анализы и замеры, причиной образования плесени в МЗ является систематическое образование конденсата по причине нарушения теплоизолирующей способности ограждающих конструкций (переохлаждение стен). Повышенная влажность конструкций способствует развитию плесневых грибов и/или многолетнему поддержанию их жизнеспособности. Намокание и систематическое отсыревание материалов, прежде всего невлагостойкого слоя теплоизоляции, создает благоприятные условия для роста и размножения плесневых грибов. При наличии выявленных технических недостатков (переохлаждения стен) плесневое поражение имеет неустранимый характер и будет возникать повторно, многократно.
Эксплуатационные нарушения при этом не могли стать причиной образования конденсата, поскольку замер показателей ТВР не выявил нарушений, которые бы могли вызвать конденсацию влаги на стенах, если бы не имелось зон промерзания.
Выводы:
Выявленные недостатки нарушают условия жизни людей – не соответствуют нормативным требованиям СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003». Установлено несоответствие нормируемому перепаду температур между воздухом и ограждающими конструкциями согласно паспортной документации в исследуемых вагон-домах. При этом бытовки, в которых есть зоны переохлаждения и нет следов плесени на дату осмотра, также находятся в зоне высокого риска биопоражения при продолжении их эксплуатации.
