Как правило, грибковые поражения строений происходят в тёплом и влажном климате. Самый известный случай поражения здания плесневыми грибками был зафиксирован в Геленджике, когда огромный комплекс на этапе строительства был заражён плесенью. Этот пример показывает, что проблема существует и избавиться от неё не так просто. Однако при определённых условиях в любом климате можно увидеть чёрные или синие разводы на стенах. В этой статье мы рассмотрим факторы, которые ведут к образованию грибка (плесени), и как этого можно избежать.

Что такое плесень

Плесень — это микроскопические грибы, которые образуют характерные пушистые или бахромчатые налёты разного цвета на продуктах питания, фураже, растительных остатках, органических материалах (бумага, кожа и т. п.) и изделиях из них (см. тематическую врезку).

Плесень не является отдельным организмом, а представляет собой целое семейство, включающее тысячи видов. Эти организмы могут размножаться спорами, которые настолько малы, что они буквально «плавают» в воздухе, невидимые для глаза.

Многие виды плесени опасны для человека, например, чёрная плесень может вызывать расстройства пищеварительной системы, проблемы с дыханием и сердечно-сосудистой системы (фото 1). Другие виды, наоборот, могут быть полезны, например, плесень используется в производстве антибиотиков, сыра, ферментации алкоголя и даже в создании биологических удобрений.


Фото 1. Чёрная плесень, возникшая на неутеплённой стене

Влияние плесени на организм человека

Споры плесневых грибков и продукты их жизнедеятельности могут попасть в организм человека при вдыхании воздуха и вызвать аллергические и раздражающие реакции и/или сложные симптомы заболеваний [1]. Более того, рост плесневых грибков может быть связан с возникновением сильных неприятных запахов. В редких случаях плесневые грибки некоторых видов могут быть причиной инфекций (так называемых «микозов»).

Имеется достаточное количество результатов эпидемиологических исследований, показывающих, что для обитателей сырых зданий с плесенью повышается риск возникновения симптомов респираторных заболеваний, респираторных инфекций и усиления астматических симптомов. Кроме того, существуют доказательства наличия повышенного риска развития аллергических ринитов и астмы. Также клинически доказано, что плесневые грибки могут вызывать симптомы таких редких заболеваний, как аллергическая альвеолярная пневмония, хронический риносинусит и аллергический синусит. Токсикологические исследования на живых организмах, а также в лабораторных условиях показали, что микроорганизмы (в том числе споры, компоненты клеток и продукты жизнедеятельности) в сырых зданиях могут оказывать раздражающее и токсическое воздействие.

Рост микроорганизмов в сырых зданиях может привести к увеличению содержания в воздухе спор, компонентов клеток, аллергенов, микотоксинов (низкомолекулярных вторичных метаболитов, продуцируемых плесневыми грибами), эндотоксинов (бактериальных токсических веществ, представляющих собой структурные компоненты определённых бактерий), β-глюканов и ЛОСМП (летучих органических соединений, являющихся продуктами жизнедеятельности микроорганизмов). Повышенное содержание каждого из этих соединений рассматривают как потенциальную угрозу здоровью, поэтому следует предотвращать рост плесневых грибков в зданиях.

Считается, что споры плесневых грибков присутствуют в воздухе помещений всегда (микобиом). А вот активное их размножение наступает только при определённых условиях.

Три необходимых фактора для появления плесени: влага, кислород, питательная среда. Если по какой-то причине исчезает один из факторов, плесень расти не может. Причём не только необходимый для роста кислород, но и питательную среду плесень может брать прямо из воздуха, ведь в воздухе находится много мелкой пыли, пыльцы и т. д.

Температура точки росы на поверхности

Итак, мы выяснили, что одним из важнейших необходимых факторов для роста плесени является влага. Влага в наших помещениях может появиться от двух источников: в результате протечки (из систем отопления, водоснабжения или канализации) или путём конденсации из внутреннего воздуха помещений на холодных поверхностях (фото 2).


Фото 2. Конденсат на неутеплённой стене, холодном стекле и металле

Как следует из табл. 1, самым большим риском конденсации влаги на стенах обладают помещения ванных комнат, где относительная влажность может достигать 100%. В этом случае мы неизбежно столкнёмся с появлением конденсата на стенах. Поэтому важно, чтобы конденсат на стенах был не постоянно и помещение ванной комнаты каждый день просушивалось. Температура поверхности, при которой может начаться конденсация влаги в ванной комнате, может составлять от +18,2 до +26°C. Помещения жилых комнат (зелёная зона) обладают оптимальными параметрами температуры от +20 до +25°C и влажности от 40 до 60%. Температура поверхности, при которой может начаться конденсация, уже значительно ниже, от +6 до +16,7°C.

В помещениях жилых комнат в зимний период могут поддерживаться допустимые параметры микроклимата, то есть температура 20–22°C. Относительная влажность не нормируется. При низкой абсолютной влажности наружного воздуха зимой относительная влажность в отапливаемых помещениях может быть очень низкой — менее 30%, что не очень хорошо из-за пересушивания слизистых оболочек у людей. Зато вероятность появления плесени в таких условиях практически равна нулю. Конденсация влаги может начаться только при температуре поверхности +3,6°C и ниже.

Расчёт теплоизоляции наружных стен

Один из первых и главных методов предотвращения плесени — обеспечение достаточной теплоизоляции наружных стен. Действительно, чем меньше термическое сопротивление наружных стен, тем меньше температура их поверхности со стороны помещений. Причём, как следует из табл. 1, для влажных помещений температура поверхности наружных стен должна быть выше, значит термическое сопротивление должно быть ещё больше.

Требуемое термическое сопротивление, исходя из условия отсутствия конденсата на внутренних стенах, рассчитывается как:

где R — нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен, ( м²·°C)/Вт; tвн — температура внутреннего воздуха, °C; tнар — температура внутреннего воздуха, °C; ∆t — перепад температур между температурой внутреннего воздуха и температурой точки росы, определяемой по табл. 1,°C; α — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции [Вт/( м²·°C)], принимаемый по табл. 2.

Тепловая изоляция ограждающих конструкций

Кроме термического сопротивления, теплоизоляционные материалы имеют ещё одно важное свойство, которое называется паропроницаемость. Часто при индивидуальном строительстве не учитывают это качество материала, и в результате, несмотря на достаточную толщину теплоизолирующего материала, заказчик получает огромную проблему в виде плесени в нём. Расскажу конкретный случай. Для утепления кровли заказчиком были выбраны плиты из минеральной ваты толщиной 100 мм. Плиты были закреплены в два слоя с внутренней стороны помещения. Через год эксплуатации в помещении чердака появился характерный кислый запах. После вскрытия изоляции обнаружилась плесень и влага. Что же случилось?

Дело в том, что минеральная вата обладает большим термическим сопротивлением, но высокой паропроницаемостью. Это привело к тому, что в пространстве изоляции образовалась точка росы (рис. 1). Если бы не было доступа влажного воздуха, то проблемы не было. Но минеральная вата хорошо пропускает влажный воздух, поэтому получился постоянный доступ водяных паров, которые конденсировались зимой, и тем самым образовались идеальные условия для размножения плесени. Для исключения этой проблемы нужно было смонтировать слой пароизоляции поверх минеральной ваты, чтобы предотвратить её контакт с влажным воздухом, или применять другой теплоизоляционный материал, например, вспененный полистирол с закрытыми порами.


Рис. 1. Образование конденсата в паропроницаемом утеплителе (справа)

Тепловые мосты

Особое внимание нужно уделять таким местам в здании, которые называются «тепловые мосты» или «мостики холода». Тепловые мосты — это участки конструкции здания, через которые происходит значительная теплопередача, превышающая общий коэффициент теплопроводности. Они возникают из-за нарушения тепловой изоляции или неправильного соединения различных элементов здания. Именно в местах повышенной теплоотдачи наружных ограждений здания может локально наблюдаться пониженная температура и, соответственно, конденсация влаги и плесень.

Перечислим наиболее частые случаи тепловых мостов [3]:

1. Тепловые мосты, связанные с материалами. Тепловые мосты, вызванные теплопроводными веществами или материалами, возникают из-за изменения термосопротивления в одном или нескольких слоях компонента. Типичными примерами таких тепловых мостов являются: железобетонные колонны, оконные перемычки или кольцевые балки в каменной кладке, растворные швы в каменной кладке, железобетонные опоры потолка, стропила в слое изоляции конструкции крыши и т. д.

2. Геометрические тепловые мосты. Геометрические тепловые мосты возникают там, где внутренняя поверхность, поглощающая тепло, и внешняя поверхность, выделяющая тепло, имеют разные размеры. Это касается, например, углов зданий (фото 3). Геометрические тепловые мосты не могут быть полностью исключены. Однако хорошая теплоизоляция наружной стены или дополнительная изоляция углов зданий могут значительно снизить тепловой поток и следовательно, исключить образование плесени.


Фото 3. Геометрический тепловой мост на тепловизионном снимке

3. Точечные тепловые мосты. Точечные тепловые мосты — это нарушения в тепловой оболочке здания, которые можно отнести к одной точке. Типичными представителями этой группы являются: проходящие через слой изоляции крепёжные анкеры для теплоизоляционных материалов, анкеры вентилируемых фасадов, отдельные консоли балконных или навесных систем. Дополнительные потери тепла из-за точечных тепловых мостов часто незначительны по сравнению с общими потерями тепла здания, однако могут привести к конденсации и образованию плесени в местах локализации.

Вентиляция и плесень

Как правило, влагосодержание наружного воздуха меньше, чем внутреннего, особенно в зимний период. Поэтому увеличение воздухообмена в помещениях с помощью механической вентиляции или проветривания, безусловно, снижает вероятность грибкового заражения. Однако повышенный воздухообмен является причиной дополнительных тепловых потерь здания, поэтому зачастую владельцы совсем выключают вентиляцию в зимний период с целью экономии теплоты. Однако эта «экономия» может привести к заражению здания и последующим дорогостоящим процедурам по выведению плесени.


Фото 4. Приточно-вытяжная установка для систем вентиляции, оборудованная тепловым насосом и пластинчатым рекуператором тепла

Поэтому, чтобы не тратить слишком много тепловой энергии и средств на вентиляцию здания и содержать здание в чистоте от грибкового заражения, существуют «тепловые утилизаторы», которые конструктивно подразделяются на пластинчатые и ротационные (фото 4, 5).


Фото 5. Теплообменник пластинчатого рекуператора для системы вентиляции

С точки зрения здоровой атмосферы в здании пластинчатые рекуператоры предпочтительнее, так как в них не происходит контакта между приточным и вытяжным воздухом. Тепловая энергия вытяжного воздуха передаётся через пластины приточному воздуху, конденсат при этом выводится через дренажный трубопровод в канализацию.

Кондиционирование и плесень

Функционально система кондиционирования помещения в процессе охлаждения удаляет влагу из внутреннего воздуха.

Поэтому, как профилактика образования плесени в тёплый период во влажном климате, использование кондиционера — очень хороший метод, особенно если есть теплоизбытки, которые также нужно удалять. Однако в переходный или холодный период сначала отапливать помещение, а затем охлаждать его для удаления влаги не очень разумно.


Фото 6. Настенный осушитель для бассейнов, расположенных в помещении

Как пример — помещения бассейнов. Для поддержания низкого уровня относительной влажности внутреннего воздуха применяются специальные агрегаты — осушители (фото 6), которые, как и кондиционер, работают по принципу охлаждения внутреннего воздуха, только не сбрасывают тепловую энергию в окружающую среду, а возвращают её обратно в помещение.

Системы отопления и плесень

Системы отопления функционально не могут удалить из воздуха помещения влагу. Но, с точки зрения относительной влажности, чем выше температура в помещении, тем больше влаги может содержать в себе воздух, тем быстрее сохнут влажные поверхности. Поэтому для снижения вероятности образования плесени необходимо поддерживать высокую температуру в помещениях зимой.

В европейских странах каждый прибор отопления содержит тепловой счётчик, согласно которому раз в год производится оплата потреблённой тепловой энергии. Для экономии жители часто снижают температуру в неиспользуемых помещениях или в вечернее и/или ночное время. Однако это приводит к возникновению условий для роста плесени и сомнительной экономии на здоровье.

Поэтому лучше немного больше заплатить за отопление, чем впоследствии долго и дорого бороться с грибковым заражением помещения.

Рекомендации

Подводя итог, можно отметить следующие методы профилактики образования плесени в зданиях:

1. Исключать протечки от систем отопления, водоснабжения и канализации. Если протечка всё-таки произошла, максимально быстро удалить влагу и просушить помещение.

2. Обеспечивать хорошую теплоизоляцию ограждающих конструкций зданий. Дополнительно теплоизолировать пространство тепловых мостов всех видов: связанных с материалами, геометрических и точечных. Материал теплоизоляции не должен быть паропроницаемым или гигроскопичным.

3. Обеспечивать требуемую температуру в помещениях с отоплением в зимний период. Чем выше температура в помещении, тем меньше вероятность образования плесени.

4. Обеспечивать постоянную вентиляцию или частое проветривание помещений, особенно помещений с повышенной влажностью.

5. При необходимости использовать системы кондиционирования для осушения воздуха помещений или специальные агрегаты-осушители.

6. Не создавать возле наружных стен помещения зоны с плохим воздухообменом. Например, нельзя вешать ковры на наружные стены. Это приводит к понижению температуры и созданию точки росы на поверхности.

Если плесень всё-таки появилась, то необходимо проведение целого комплекса мероприятий по её выведению. Этим должны заниматься специальные службы.

Сюда относится весьма дорогостоящая очистка поверхности от плесени (в том числе механическая) с обязательной заменой заражённых строительных элементов, дезинфекцией специальными хлорсодержащими составами или методом озонирования, просушкой и последующей антигрибковой грунтовкой глубокого проникновения всех очищенных участков поверхности после высыхания. Но главное — это устранить сами условия образования плесени на всех строительных конструкциях здания.