В последнее время все большее применение в строительстве находят разнообразные системы наружного утепления: "мокрого" типа; вентилируемые фасады; модифированная колодезная кладка и т.д. Всех их объединяет то, что это многослойные ограждающие конструкции. А для многослойных конструкций вопросы паропроницаемости слоев, переноса влаги, количественной оценки выпадающего конденсата являются вопросами первостепенной важности.
Как показывает практика, к сожалению, что этим вопросам как проектировщики, так и архитекторы не уделяют должного внимания.
Мы уже отмечали, что российский строительный рынок перенасыщен импортными материалами. Да, безусловно, законы строительной физики одни и те же, и действуют одинаково, например, как в России, так и в Германии, но методики подхода и нормативная база, очень часто, весьма различны.
Поясним это на примере паропроницаемости. DIN 52615 вводит понятие паропроницаемости через коэффициент паропроницаемости μ и воздушный эквивалентный промежуток s d .
Если сравнить паропроницаемость слоя воздуха толщиной 1 м с паропроницаемостью слоя материала той же толщины, то получим коэффициент паропроницаемости
μ DIN (безразмерный) = паропроницаемость воздуха/паропроницаемость материала
Сравните, понятие коэффициента паропроницаемости μ СНиП в России вводится через СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", имеет размерность мг / (м * ч * Па) и характеризует то количество водяного пара в мг, которое проходит через один метр толщины конкретного материала за один час при разности давлений в 1 Па.
Каждый слой материала в конструкции имеет свою конечную толщину d , м. Очевидно, что количество водяного пара, прошедшего через этот слой будет тем меньше, чем больше его толщина. Если перемножить μ DIN и d , то и получим, так называемый, воздушный эквивалентный промежуток или диффузно-эквивалентную толщину слоя воздуха s d
s d = μ DIN * d [м]
Таким образом, по DIN 52615, s d характеризует толщину слоя воздуха [м], которая обладает равной паропроницаемостью со слоем конкретного материала толщиной d [м] и коэффициентом паропроницаемости μ DIN . Сопротивление паропроницанию 1/Δ определяется как
1/Δ= μ DIN * d / δ в [(м² * ч * Па) / мг],
где δ в - коэффициент паропроницаемости воздуха.
СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" определяет сопротивление паропроницанию R П как
R П = δ / μ СНиП [(м² * ч * Па) / мг],
где δ - толщина слоя, м.
Сравните, по DIN и СНиП сопротивления паропроницаемости, соответственно, 1/Δ и R П имеют одну и ту же размерность.
Мы не сомневаемся, что нашему читателю уже понятно, что вопрос увязки количественных показателей коэффициента паропроницаемости по DIN и СНиП лежит в определении паропроницаемости воздуха δ в .
По DIN 52615 паропроницаемость воздуха определяется как
δ в =0,083 / (R 0 * T) * (p 0 / P) * (T / 273) 1,81 ,
где R 0 - газовая постоянная водяного пара, равная 462 Н*м/(кг*К);
T - температура внутри помещения, К;
p 0 - среднее давление воздуха внутри помещения, гПа;
P - атмосферное давление при нормальном состоянии, равное 1013,25 гПа.
Не вдаваясь глубоко в теорию, отметим, что величина δ в в незначительной степени зависит от температуры и может с достаточной точностью при практических расчетах рассматриваться как константа, равная 0,625 мг/(м*ч*Па) .
Тогда, в том случае, если известна паропроницаемость μ DIN легко перейти к μ СНиП , т.е. μ СНиП = 0,625/ μ DIN
Выше мы уже отмечали важность вопроса паропроницаемости для многослойных конструкций. Не менее важным, с точки зрения строительной физики, является вопрос последовательности слоев, в частности, положение утеплителя.
Если рассматривать вероятность распределения температур t , давления насыщенного пара Рн и давления ненасыщенного (реального) пара Pp через толщу ограждающей конструкции, то с точки зрения процесса диффузии водяного пара наиболее предпочтительна такая последовательность расположения слоев, при которой сопротивление теплопередаче уменьшается, а сопротивление паропроницанию возрастает снаружи внутрь.
Нарушение этого условия, даже без расчета, свидетельствует о возможности выпадения конденсата в сечении ограждающей конструкции (рис. П1).
Рис. П1
Отметим, что расположение слоев из различных материалов не влияет на величину общего термического сопротивления, однако, диффузия водяного пара, возможность и место выпадения конденсата предопределяют расположение утеплителя на внешней поверхности несущей стены.
Расчет сопротивления паропроницаемости и проверку возможности выпадения конденсата необходимо вести по СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника".
В последнее время пришлось столкнуться с тем, что нашим проектировщикам предоставляются расчеты, выполненные по зарубежным компьютерным методикам. Выскажем свою точку зрения.
· Такие расчеты, очевидно, не имеют юридической силы.
· Методики рассчитаны на более высокие зимние температуры. Так, немецкая методика "Bautherm" уже не работает при температурах ниже -20 °С.
· Многие важные характеристики в качестве начальных условий не увязаны с нашей нормативной базой. Так, коэффициент теплопроводности для утеплителей дается в сухом состоянии, а по СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" должен браться в условиях сорбционной влажности для зон эксплуатации А и Б.
· Баланс набора и отдачи влаги рассчитывается для совершенно других климатических условий.
Очевидно, что количество зимних месяцев с отрицательными температурами для Германии и, скажем, для Сибири совершенно не совпадают.
1. Минимизировать отбор внутреннего пространства может только утеплитель с наименьшим коэффициентом теплопроводности
2. К сожалению аккумулирующую теплоемкость массива наружной стены мы теряем навсегда. Но здесь есть свой выигрыш:
А) нет необходимости тратить энергоресурсы на нагрев этих стен
Б) при включении даже самого маленького обогревателя в помещении почти сразу станет тепло.
3. В местах соединения стены и перекрытия „мостики холода” можно убрать, если утеплитель наносить частично и на плиты перекрытия с последующим декорированием этих примыканий.
4. Если Вы все еще верите в "дыхание стен", то ознакомьтесь, пожалуйста с ЭТОЙ статьей. Если нет, то тут очевидный вывод: теплоизоляционный материал должен очень плотно быть прижат к стене. Еще лучше, если утеплитель станет единым целым со стеной. Т.е. между утеплителем и стеной не будет никаких зазоров и щелей. Таким образом влага из помещения не сможет попасть в зону точки росы. Стена всегда будет оставаться сухой. Сезонные колебания температур без доступа влаги не будут оказывать негативного влияния на стены, что увеличит их долговечность.
Все эти задачи может решить только напыляемый пенополиуретан.
Обладая самым низким коэффициентом теплопроводности из всех существующих теплоизоляционных материалов, пенополиуретан займет минимум внутреннего пространства.
Способность пенополиуретана надежно прилипать к любым поверхностям позволяет легко нанести его на потолок для уменьшения "мостиков холода".
При нанесении на стены пенополиуретан, находясь некоторое время в жидком состоянии, заполняет все щели и микрополости. Вспениваясь и полимеризуясь непосредственно в точке нанесения пенополиуретан становится единым целым со стеной, перекрывая доступ разрушительной влаге.
ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ СТЕН
Сторонники лжеконцепции «здорового дыхания стен» помимо греха против истины физических законов и осознанного введения в заблуждение проектировщиков, строителей и потребителей, исходя из меркантильного побуждения, сбыть свой товар какими угодно методами, наговаривают и возводят поклеп на теплоизоляционные материалы с низкой паропроницаемостью (пенополиуретан) или теплоизоляционный материал и вовсе паронепроницаемый (пеностекло).
Суть этой злостной инсинуации сводится к следующему. Вроде как, если не будет пресловутого «здорового дыхания стен», то в таком случае внутреннее помещение обязательно станет сырым, а стены будут сочиться влагой. Дабы развенчать эту выдумку давайте посмотрим более внимательно на те физические процессы, которые будут происходить в случае облицовки под штукатурный слой или использовании внутри кладки, например такого материала как пеностекло, паропроницаемость которого равна нулю.
Итак, из-за присущих пеностеклу теплоизоляционных и герметизирующих свойств наружный слой штукатурки или кладки придет в равновесное температурное и влажностное состояние с наружной атмосферой. Также и внутренний слой кладки войдет в определенный баланс с микроклиматом внутренних помещений. Процессы диффузии воды, как в наружном слое стены, так и во внутреннем; будут носить характер гармонической функции. Эта функция будет обуславливаться, для наружного слоя, суточными перепадами температур и влажности, а также сезонными изменениями.
Особенно интересно в этом отношении поведение внутреннего слоя стены. Фактически, внутренняя часть стены будет выступать в роли инерционного буфера, роль которого сглаживать резкие изменения влажности в помещении. В случае резкого увлажнения помещения, внутренняя часть стены будет адсорбировать излишнюю влагу, содержащуюся в воздухе, не давая влажности воздуха достичь предельного значения. В тоже время, при отсутствии выделения влаги в воздух в помещении, внутренняя часть стены начинает высыхать при этом, не давая воздуху «пересохнуть» и уподобится пустынному.
Как благоприятный результат подобной системы утепления с использованием пенополиуретана гармоника колебания влажности воздуха в помещении сглаживается и тем самым гарантирует стабильное значение (с незначительными флуктуациями) приемлемой для здорового микроклимата влажности. Физика данного процесса достаточно хорошо изучена развитыми строительными и архитектурными школами мира и для достижения подобного эффекта при использовании волоконных неорганических материалов в качестве утеплителя в закрытых системах утепления настоятельно рекомендуется наличие надежного паронипроницаемого слоя на внутренней стороне системы утепления. Вот вам и «здоровое дыхание стен»!
Таблица паропроницаемости строительных материалов
Информацию по паропроницаемости я собрал, скомпоновав несколько источников. По сайтам гуляет одна и та же табличка с одними и теми же материалами, но я её расширил, добавил современные значения паропроницаемости с сайтов производителей строительных материалов. Также я сверил значения с данными из документа «Свод правил СП 50.13330.2012» (приложение Т), добавил те, которых не было. Так что на данный момент это наиболее полная таблица.
| Материал | Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па) |
| Железобетон | 0,03 |
| Бетон | 0,03 |
| Раствор цементно-песчаный (или штукатурка) | 0,09 |
| Раствор цементно-песчано-известковый (или штукатурка) | 0,098 |
| Раствор известково-песчаный с известью (или штукатурка) | 0,12 |
| Керамзитобетон, плотность 1800 кг/м3 | 0,09 |
| Керамзитобетон, плотность 1000 кг/м3 | 0,14 |
| Керамзитобетон, плотность 800 кг/м3 | 0,19 |
| Керамзитобетон, плотность 500 кг/м3 | 0,30 |
| Кирпич глиняный, кладка | 0,11 |
| Кирпич, силикатный, кладка | 0,11 |
| Кирпич керамический пустотелый (1400 кг/м3 брутто) | 0,14 |
| Кирпич керамический пустотелый (1000 кг/м3 брутто) | 0,17 |
| Крупноформатный керамический блок (тёплая керамика) | 0,14 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 1000 кг/м3 | 0,11 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 800 кг/м3 | 0,14 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 600 кг/м3 | 0,17 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 400 кг/м3 | 0,23 |
| Плиты фибролитовые и арболит, 500-450 кг/м3 | 0,11 (СП) |
| Плиты фибролитовые и арболит, 400 кг/м3 | 0,26 (СП) |
| Арболит, 800 кг/м3 | 0,11 |
| Арболит, 600 кг/м3 | 0,18 |
| Арболит, 300 кг/м3 | 0,30 |
| Гранит, гнейс, базальт | 0,008 |
| Мрамор | 0,008 |
| Известняк, 2000 кг/м3 | 0,06 |
| Известняк, 1800 кг/м3 | 0,075 |
| Известняк, 1600 кг/м3 | 0,09 |
| Известняк, 1400 кг/м3 | 0,11 |
| Сосна, ель поперек волокон | 0,06 |
| Сосна, ель вдоль волокон | 0,32 |
| Дуб поперек волокон | 0,05 |
| Дуб вдоль волокон | 0,30 |
| Фанера клееная | 0,02 |
| ДСП и ДВП, 1000-800 кг/м3 | 0,12 |
| ДСП и ДВП, 600 кг/м3 | 0,13 |
| ДСП и ДВП, 400 кг/м3 | 0,19 |
| ДСП и ДВП, 200 кг/м3 | 0,24 |
| Пакля | 0,49 |
| Гипсокартон | 0,075 |
| Плиты из гипса (гипсоплиты), 1350 кг/м3 | 0,098 |
| Плиты из гипса (гипсоплиты), 1100 кг/м3 | 0,11 |
| Минвата, каменная, 180 кг/м3 | 0,3 |
| Минвата, каменная, 140-175 кг/м3 | 0,32 |
| Минвата, каменная, 40-60 кг/м3 | 0,35 |
| Минвата, каменная, 25-50 кг/м3 | 0,37 |
| Минвата, стеклянная, 85-75 кг/м3 | 0,5 |
| Минвата, стеклянная, 60-45 кг/м3 | 0,51 |
| Минвата, стеклянная, 35-30 кг/м3 | 0,52 |
| Минвата, стеклянная, 20 кг/м3 | 0,53 |
| Минвата, стеклянная, 17-15 кг/м3 | 0,54 |
| Пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS) | 0,005 (СП); 0,013; 0,004 (???) |
| Пенополистирол (пенопласт), плита, плотность от 10 до 38 кг/м3 | 0,05 (СП) |
| Пенополистирол, плита | 0,023 (???) |
| Эковата целлюлозная | 0,30; 0,67 |
| Пенополиуретан, плотность 80 кг/м3 | 0,05 |
| Пенополиуретан, плотность 60 кг/м3 | 0,05 |
| Пенополиуретан, плотность 40 кг/м3 | 0,05 |
| Пенополиуретан, плотность 32 кг/м3 | 0,05 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 800 кг/м3 | 0,21 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 600 кг/м3 | 0,23 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 500 кг/м3 | 0,23 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 450 кг/м3 | 0,235 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 400 кг/м3 | 0,24 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 350 кг/м3 | 0,245 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 300 кг/м3 | 0,25 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 250 кг/м3 | 0,26 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 200 кг/м3 | 0,26; 0,27 (СП) |
| Песок | 0,17 |
| Битум | 0,008 |
| Полиуретановая мастика | 0,00023 |
| Полимочевина | 0,00023 |
| Вспененный синтетический каучук | 0,003 |
| Рубероид, пергамин | 0 - 0,001 |
| Полиэтилен | 0,00002 |
| Асфальтобетон | 0,008 |
| Линолеум (ПВХ, т.е. ненатуральный) | 0,002 |
| Сталь | 0 |
| Алюминий | 0 |
| Медь | 0 |
| Стекло | 0 |
| Пеностекло блочное | 0 (редко 0,02) |
| Пеностекло насыпное, плотность 400 кг/м3 | 0,02 |
| Пеностекло насыпное, плотность 200 кг/м3 | 0,03 |
| Плитка (кафель) керамическая глазурованная | ≈ 0 (???) |
| Плитка клинкерная | низкая (???); 0,018 (???) |
| Керамогранит | низкая (???) |
| ОСП (OSB-3, OSB-4) | 0,0033-0,0040 (???) |
Узнать и указать в этой таблице паропроницаемость всех видов материалов трудно, производителями создано огромное количество разнообразных штукатурок, отделочных материалов. И, к сожалению, многие производители не указывают на своей продукции такую важную характеристику как паропроницаемость.
Например, определяя значение для теплой керамики (позиция «Крупноформатный керамический блок»), я изучил практически все сайты производителей этого вида кирпича, и только лишь у некоторых из них в характеристиках камня была указана паропроницаемость.
Также у разных производителей разные значения паропроницаемости. Например, у большинства пеностекольных блоков она нулевая, но у некоторых производителей стоит значение «0 - 0,02».
Показаны 25 последних комментариев. Показать все комментарии (63).
В отечественных нормах сопротивление паропроницаемости (сопротивление паропроницанию Rп, м2. ч. Па/мг ) нормируется в главе 6 "Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций" СНиП II-3-79 (1998) "Строительная теплотехника".
Международные стандарты паропроницаемости строительных материалов приводятся в стандартах ISO TC 163/SC 2 и ISO/FDIS 10456:2007(E) - 2007 год.
Показатели коэффициента сопротивления паропроницанию определяются на основании международного стандарта ISO 12572 "Теплотехнические свойства строительных материалов и изделий - Определение паропроницаемости". Показатели паропроницаемости для международных норм ISO определялись лабораторным способом на выдержанных во времени (не только что выпущенных) образцах строительных материалов. Паропроницаемость определялась для строительных материалов в сухом и влажном состоянии.
В отечественном СНиП приводятся лишь расчетные данные паропроницаемости при массовом отношении влаги в материале w, %, равном нулю.
Поэтому для выбора строительных материалов по паропроницаемости при дачном строительстве лучше ориентироваться на международные стандарты ISO
, котрые определяют паропроницаемость "сухих" строительных материалов при влажности менее 70% и "влажных" строительных материалов при влажности более 70%. Помните, что при оставлении "пирогов" паропроницаемых стен, паропроницаемость материалов изнутри-кнаружи не должна уменьшаться, иначе постепенно произойдет "замокание" внутренних слоев строительных материалов и значительно увеличится их теплопроводность.
Паропроницаемость материалов изнутри кнаружи отапливаемого дома должна уменьшаться: СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий, п.8.8: Для обеспечения лучших эксплуатационных характеристик в многослойных конструкциях зданий с теплой стороны следует располагать слои большей теплопроводности и с большим сопротивлением паропроницанию, чем наружные слои. По данным Т.Роджерс (Роджерс Т.С. Проектирование тепловой защиты зданий. / Пер. с англ. - м.: си, 1966) Отдельные слои в многослойных ограждениях следует располагать в такой последовательности, чтобы паропроницаемость каждого слоя нарастала от внутренней поверхности к наружной. При таком расположении слоев водяной пар, попавший в ограждение через внутреннюю поверхность с возрастающей легкостью, будет проходить через все спои ограждения и удаляться из ограждения с наружной поверхности. Ограждающая конструкция будет нормально функционировать, если при соблюдении сформулированного принципа, паропроницаемость наружного слоя, как минимум, в 5 раз будет превышать паропроницаемость внутреннего слоя.
Механизм паропроницаемости строительных материалов:
При низкой относительной влажности влага из атмосферы в виде отдельных молекул водяного пара. При повышении относительной влажности поры строительных материалов начинают заполняться жидкостью и начинают работать механизмы смачивания и капиллярного подсоса. При повышении влажности строительного материала его паропроницаемость увеличивается (снижается коэффициент сопротивления паропроницаемости).
Показатели паропроницаемости "сухих" строительных материалов по ISO/FDIS 10456:2007(E) применимы для внутренних конструкций отапливаемых зданий. Показатели паропроницаемости "влажных" строительных материалов применимы для всех наружных конструкций и внутрених конструкций неотапливаемых зданий или дачных домов с переменным (временным) режимом отопления.
Паропроницаемость материала выражена в его способности пропускать водяной пар. Данное свойство противостоять проникновению пара или позволять ему проходить сквозь материал определяется уровнем коэффициента паропроницаемости, который обозначается µ. Это значение, которое звучит как «мю», выступает в качестве относительной величины сопротивления переносу пара в сравнении с характеристиками сопротивления воздуха.
Существует таблица, которая отражает способность материала к паропереносу, ее можно увидеть на рис. 1. Таким образом, значение мю для минеральной ваты равно 1, это указывает на то, что она способна пропускать водяной пар так же хорошо, как и сам воздух. Тогда как это значение для газобетона равно 10, это означает, что он справляется с проведением пара в 10 раз хуже воздуха. Если показатель мю умножить на толщину слоя, выраженную в метрах, это позволит получить равную по уровню паропроницаемости толщину воздуха Sd (м).
Из таблицы видно, что для каждой позиции показатель паропроницаемости указан при разном состоянии. Если заглянуть в СНиП, то можно увидеть расчетные данные показателя мю при отношении влаги в теле материала, приравненном к нулю.
Рисунок 1. Таблица паропроницаемости стройматериалов
По этой причине при приобретении товаров, которые предполагается использовать в процессе дачного строительства, предпочтительнее брать в расчет международные стандарты ISO, так как они определяют показатель мю в сухом состоянии, при уровне влажности не более 70% и показателе влажности более 70%.
При выборе строительных материалов, которые лягут в основу многослойной конструкции, показатель мю слоев, находящихся изнутри, должен быть ниже, в противном случае со временем внутри расположенные слои станут намокать, вследствие этого они потеряют свои теплоизоляционные качества.
При создании ограждающих конструкций нужно позаботиться об их нормальном функционировании. Для этого следует придерживаться принципа, который гласит, что уровень мю материала, который расположен в наружном слое, должен в 5 раз или больше превышать упомянутый показатель материала, находящегося во внутреннем слое.
Механизм паропроницаемости
При условиях незначительной относительной влажности частички влаги, которые содержатся в атмосфере, проникают сквозь поры строительных материалов, оказываясь там в виде молекул пара. В момент увеличения уровня относительной влажности поры слоев накапливают воду, что становится причиной намокания и капиллярного подсоса.
В момент повышения уровня влажности слоя его показатель мю увеличивается, таким образом, уровень сопротивления паропроницаемости снижается.
Показатели паропроницаемости неувлажненных материалов применимы в условиях внутренних конструкций построек, которые имеют отопление. А вот уровни паропроницаемости увлажненных материалов применимы для любых конструкций построек, которые не отапливаются.
Уровни паропроницаемости, которые являются частью наших норм, не во всех случаях эквивалентны показателям, которые принадлежат к международным стандартам. Так, в отечественных СНиП уровень мю керамзито- и шлакобетона почти не отличается, тогда как по международным стандартам данные отличаются между собой в 5 раз. Уровни паропроницаемости ГКЛ и шлакобетона в отечественных нормах практически одинаковы, а в международных стандартах данные отличаются в 3 раза.
Существуют различные способы определения уровня паропроницаемости, что касается мембран, то можно выделить следующие способы:
- Американский тест с установленной вертикально чашей.
- Американский тест с перевернутой чашей.
- Японский тест с вертикальной чашей.
- Японский тест с перевернутой чашей и влагопоглотителем.
- Американский тест с вертикальной чашей.
В японском тесте используется сухой влагопоглотитель, который расположен под тестируемым материалом. Во всех тестах используется уплотнительный элемент.
