Паропроницаемость стен. “Дышащий” утеплитель это — нонсенс!
“Утеплитель должен быть дышащим!” Как часто Вы слышали такое безапелляционное утверждение со стороны продавца утеплителя, знающего свое дело? И действительно, что может быть важнее “дыхания” для человека? В один момент, все остальные достоинства утеплителя мгновенно отходят на задний план. В голове звучит тревожная музыка, холодный пот прошибает и как молотом по наковальне идет отбивка слов: “НЕдышащий утеплитель! Что может быть хуже? Это же так жутко!!! Боже мой, и как я чуть его не купил…” Может быть попробуем вместе проникнуть в суть вопроса? Ведь надо же разобраться в этом, а то ведь вдруг и в самом деле выяснится “какая бяка этот не дышащий утеплитель”.
Паропроницаемость стен
В последние пять лет, как-то исподволь, но с нарастающим темпом, в отношении технологии применения строительных материалов и конкретно при обсуждении теплоизоляционных конструкций начал активно акцентироваться вопрос паропроницаемости стен с приданием нарочитой значимости данного фактора для микроклимата помещений.
Доходит вплоть до того, что паропроницаемость теплоизолированных стен считается, чуть ли не главным параметром, характеризующим теплоизолирующую конструкцию, отодвигая порой на второе место даже основной смысл существования теплоизоляционного слоя – сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, т.е. сохранение тепла.
Проанализировав имеющиеся публикации, касающиеся вопроса «здорового дыхания стен» можно сделать вывод о том, что позиционирование теплоизоляционных товаров, основанное на принципе «здорового дыхания стен» есть лишь неудачно выдуманная рекламная «фишка», не имеющая ничего общего с реальной жизнью. Развенчание данного мифа рано или поздно должно наступить! Рассмотрим, каким образом, на самом деле, осуществляется диффузия воды сквозь стены и какое влияние это оказывает на микроклимат помещения?
Физические основы процесса выглядят следующим образом: в отношении атмосферы внутри помещения и снаружи существует разница парциального давления, если эта разница будет положительной, то из-за присутствующей диффузии воды сквозь стену влага будет перемещаться из помещения наружу, если же разница будет отрицательной, то наоборот, какое – то количество воды будет перемещаться за счет диффузии сквозь стену извне в помещение.
Чем больше разница парциальных давлений и чем меньше диффузное сопротивление материалов, тем эффективней будет идти этот процесс. Наибольшая разница парциального давления между атмосферой внутри помещения и снаружи существует зимой и летом. Зимой она положительна и вода за счет диффузии сквозь стену покидает внутренние помещения. Летом (особенно в жару и после дождя) разница парциальных давлений отрицательна и вода диффундирует извне внутрь помещений.
Однако не стоит думать, что установление равновесия парциальных давлений между воздухом внутренних помещений и внешней атмосферой происходит только благодаря диффузии сквозь стены. Основным характеризующим это явление фактором, является конвекция воздушных масс, на долю которой в установлении равновесного состояния парциальных давлений и поддержание микроклимата во внутренних помещениях приходится более 98% этого «водопереноса». Дабы не быть голословным, оценим численную составляющую диффузии воды сквозь кирпичную (кирпич керамический, полнотелый) стену толщиной в два кирпича при разнице температуры внутри и снаружи помещения в 20оС и разности влажности в 20% (в помещении – 60%, на улице – 80%).
Диффузия воды наружу сквозь метр квадратный подобной стены за сутки не превысит – 10 грамм! И это просто «голая» стена без всякого утеплителя, штукатурного слоя, краски, обоев, стеновых панелей, зеркал, картин и т.п., создающего в любом случае дополнительное сопротивление диффузии воды сквозь стену в принципе!
Таким образом, даже если жить в обычных неоштукатуренных кирпичных стенах без внутренней отделки особо насладится «здоровых дыханием стен» не удастся т.к. сквозь них за сутки диффундирует (проходит) не более 1 килограмма воды. В то же время, за счет конвекционных процессов внутреннему жилому помещению зимой приходится избавляться от более чем 10 килограмм воды ежесуточно! Надейся бы мы только на «здоровое дыхание стен» и герметично закупорив подобную комнату зимой (избавившись от конвекционного переноса масс воды струями воздуха) – выпадение первой росы на стенах пришлось бы наблюдать уже через несколько часов.
Вообще в вопросе «здорового дыхания стен» существует даже логический парадокс, который заключается в том, что мы изо всех сил стараемся сделать более герметичными для пара и газа оконные и дверные проемы, а также сами окна и двери и в тоже время, кто-то говорит о повышении паропроницания стен для весьма неэффективной и вычурной дополнительной вентиляции здания.
В то же время вопросы вентиляции помещений, как естественной, так и принудительной, имеют гораздо более простые и эффективные инженерные решения, используемые десятилетиями и веками. Стена же должна исполнять возложенные на нее функции – препятствовать прохождению сквозь нее воздуха, воды, тепла и звука! Из этого следует очевидный вывод: чем менее паропроницаем материал (в том числе и теплоизоляционный) применяемый при сооружении стеновой конструкции, тем более эффективно она (стена) исполняет свою функцию.
Продолжая тему теплоизоляционных материалов, следует сделать вывод, что при устройстве закрытых теплоизоляционных систем наиболее эффективны ячеистые материалы (пеностекло и пенополиуретан), нежели волоконные материалы, ведущие себя в закрытых теплоизоляционных системах более капризно, малоэффективно и с потенциальным риском действительно служить причиной заметного увлажнения внутренний помещений здания теплоизолированного волоконным материалом. Посмотрим более пристально на процессы «водопереноса» в герметично (для воздуха) закрытых теплоизоляционных системах с использованием волоконных неорганических материалов.
Будь то штукатурные системы или системы с теплоизоляционным слоем внутри кладки в волоконном материале интенсивно происходят газообменные процессы, в отличие от ячеистых теплоизоляционных материалов, где газы герметично закупорены в замкнутых ячейках.
Самым актуальным в нашем случае анализа эксплуатации волоконных материалов является процесс переноса и перераспределения воды растворенной в воздухе. И здесь явление диффузии влаги сквозь стены (сколь бы незначительным оно не было) весьма важно, т.к. зачастую приводит к негативным последствиям. Если вы еще раз внимательно перечтете абзац данной статьи, посвященный описанию процесса диффузии, с точки зрения физики то увидите, что вектор переноса воды летом за счет разницы парциальных давлений направлен извне помещения внутрь. К этому стоит добавить и капиллярные явления переноса жидкости, которые тоже приводят к движению масс воды внутрь стены за счет увлажнения поверхности стены дождями в весенне-осенний период. Таким образом, газовая среда между волокон каменной ваты или стекловаты насыщается водой до высокого значения влажности.
При сезонном похолодании атмосферы избыточная влага конденсируется на поверхности волокон из охлаждаемого воздуха между волокон. Отсутствие конвекции между волокнами приводит к отсутствию высыхания жидкости, которая начинает скапливаться внутри волоконного материала. Жидкость конденсируется именно на волокнах т.к. площадь поверхности волокон в сотни тысяч раз больше поверхности стен! Это легко вычислить, зная толщину волокон, плотность материала из которого состоят волокна и плотность теплоизоляционной волоконной плиты.
Итак, в герметично закрытой системе теплоизоляции с использованием промежуточного слоя из каменной ваты или стекловаты, устанавливается газовая среда, перенасыщенная парами воды с протеканием процесса конденсации с усилением последнего при падении температуры атмосферы ниже точки замерзания воды. Причиной усиления процесса насыщения теплоизоляционного волоконного слоя именно в зимний период, когда устанавливается стабильная температура ниже нуля, является как усиление диффузии воды из внутреннего помещения через стену (разница парциальных давлений внутреннего воздуха и внешней атмосферы возрастает) в воздушную среду волоконного материала, так и замерзание воды на внешней поверхности стены в микропорах и микротрещинах, препятствующее выводу воды из теплоизоляционного слоя хотя бы за счет незначительного в этом отношении эффекта диффузии.
Волоконный материал в этот момент начинает банально мокнуть и отсыревать. Вода именно в виде жидкости появляется на поверхности стороны стены контактирующей с волоконным материалом. Диффузия воды сквозь стену в направлении «внутреннее помещение – теплоизоляционный слой» прекращается, т.к. воздух внутри волоконного материала перенасыщен водой и имеет влажность в 100%. В то же время вода, сконденсировавшая в состояние жидкости внутри теплоизоляционного волоконного слоя, начинает просачиваться внутрь помещения за счет капиллярных явлений. И если не будет очень хорошей вентиляции помещения и «выноса» влаги за счет конвекции воздушных струй, стены начнут сыреть со всеми вытекающими отсюда последствиями! То есть, именно применение волоконных материалов в закрытых системах утепления приводит в помещениях с затрудненной и плохой вентиляцией к повышению влажности и сырости!
Все вышеописанное давно известно и досконально изучено. Высокая паропроницаемость волоконных материалов признана очевидным недостатком данного типа теплоизоляторов.
Для того чтобы уменьшить неприятные последствия применения таких материалов предпринимаются следующие шаги: волокна покрываются гидрофобным составом, дабы уменьшить коэффициент смачиваемости материала и снизить накопление воды на волокнах в состоянии жидкости; создаются дорогостоящие системы вентиляции теплоизоляционного волоконного слоя для перманентного «подсушивания» каменной ваты и стекловаты; внутренний слой стены, защищающий теплоизоляционный материал, изготавливается из максимально влаго- и паро- непроницаемого материала. Это общеизвестно и причем настолько в порядке вещей, что прямо под пространными рассуждениями про «здоровое дыхание стены» зачастую размещена фотография, где облицовка теплоизоляционного слоя из каменной ваты производится клинкерным кирпичом – абсолютно паро – и водо- непроницаемым материалом! Как через клинкерный кирпич будет дышать эта каменная вата, – непонятно!
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 (в данном случае закрытоячеистый пенополиуретан).
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 надёжного паронепроницаемого слоя на внутренней стороне системы утепления.
Вот вам и «здоровое дыхание стен»!
Паропроницаемость
Паропроницаемость
Паропроницаемость – способность материала пропускать или задерживать пар в результате разности парциального давления водяного пара при одинаковом атмосферном давлении по обеим сторонам материала. Паропроницаемость характеризуется величиной коэффициента паропроницаемости или величиной коэффициента сопротивления проницаемости при воздействии водяного пара. Коэффициент паропроницаемости измеряется в мг/(м·ч·Па).
В воздухе всегда содержится какое-то количество водяного пара, причем в теплом всегда больше, чем в холодном. При температуре внутреннего воздуха 20 °С и относительной влажности 55% в воздухе содержится 8 г водяных паров на 1 кг сухого воздуха, которые создают парциальное давление 1238 Па. При температуре –10°С и относительной влажности 83% в воздухе содержится около 1 г пара на 1 кг сухого воздуха, создающего парциальное давление 216 Па. Из-за разницы парциальных давлений между внутренним и наружным воздухом через стену происходит постоянная диффузия водяных паров из теплого помещения наружу.
В результате диффузии водяных паров в толще конструкции происходит движение влажного воздуха из внутренних помещений. Проходя через паропроницаемые конструкции ограждения, влага испаряется наружу. Но если у наружной поверхности стены расположен слой материала, не пропускающий или плохо пропускающий водяные пары, то влага начинает скапливаться у границы паронепроницаемого слоя, вызывая отсыревание конструкции. В результате теплозащита влажной конструкции резко понижается, и она начинает промерзать. в данном случае возникает необходимость установки пароизоляционного слоя с теплой стороны конструкции.
Вроде бы всё относительно просто, но про паропроницаемость зачастую вспоминают только в контексте “дышащести” стен. Однако, это краеугольный камень в выборе утеплителя! К нему нужно подходить очень и очень осторожно! Нередки случаи, когда домовладелец утепляет дом, исходя лишь из показателя теплосопротивления, например, деревянный дом пенопластом. В результате получает загнивающие стены, плесень по всем углам и винит в этом “неэкологичный” утеплитель. Что касается пенопласта, то из за своей малой паропроницаемости его нужно использовать с умом и очень хорошо подумать, подходит ли он вам. Именно по этому показателю зачастую ватные или любые другие пористые утеплители подходят лучше для утепления стен снаружи. Кроме того, с ватными утеплителями сложнее ошибиться. Однако, бетонные или кирпичные дома можно без опасений утеплять и пенопластом – в этом случае пенопласт “дышит” лучше, чем стена!
В таблице ниже приведены материалы из списка ТКП, показатель паропроницаемости – последний столбец μ.
Как понять, что такое паропроницаемость, и зачем она нужна. Многие слышали, а некоторые и активно употребляют термин “дышашие стены” – так вот, “дышашими” такие стены называют потому, что они способны пропускать воздух и водяной пар через себя. Некоторые материалы (например, керамзит, дерево, все ватные утеплители) хорошо пропускают пар, а некоторые очень плохо (кирпич, пенопласты, бетон). Выдыхаемый человеком, выделяемый при приготовлении пищи или принятии ванной пар, если в доме нет вытяжки, создаёт повышенную влажность. Признаком этого является появление конденсата на окнах или на трубах с холодной водой. Считается, что если стена имеет высокую паропроницаемость, то в доме легко дышится. На самом же деле, это не совсем так!
В современном доме, даже если стены сделаны из «дышащего» материала, 96% пара удаляется из помещений через вытяжку и форточку, и только 4% через стены. Если на стены наклеены виниловые или флизиленовые обои, то стены влагу не пропускают. А если стены действительно «дышащие», то есть без обоев и прочей пароизоляции, в ветренную погоду из дома выдувает тепло.
Чем выше паропроницаемость конструкционного материала (пенобетон, газобетон и прочие тёплые бетоны), тем больше он может набрать влаги, и как следствие, у него более низкая морозостойкость. Пар, выходя из дома через стену, в «точке росы» превращается в воду. Теплопроводность отсыревшего газоблока увеличивается многократно, то есть в доме будет, мягко говоря, очень холодно. Но самое страшное, что при падении ночью температуры, точка росы смещается внутрь стены, а конденсат, находящийся в стене замерзает. Вода при замерзании расширяется и частично разрушает структуру материала. Несколько сотен таких циклов приводят к полному разрушению материала. Поэтому паропроницаемость строительных материалов может сослужить вам плохую службу.
Про вред повышенной паропроницаемости в интернете гуляет с сайта на сайт вот такая статья. Приводить её содержание на своём сайте я не буду в силу некоторого несогласия с авторами, однако избранные моменты хочется озвучить. Так, например, известный производитель минерального утеплителя, компания Isover, на своём англоязычном сайте изложила “золотые правила утепления” (What are the golden rules of insulation?) из 4-х пунктов:
Эффективная изоляция.
Используйте материалы с высоким термическим сопротивлением (низкой теплопроводностью). Самоочевидный пункт, не требующий особых комментариев. Герметичность. Хорошая герметичность является необходимым условием для эффективной системы теплоизоляции! Негерметичная теплоизоляция, независимо от её коэффициента теплоизоляции, может увеличивать потребление энергии от 7 до 11% на отопление здания. Поэтому о герметичности здания следует задумываться ещё на стадии проектирования. А по окончании работ проверить здание на герметичность.
Контролируемая вентиляция. Именно на вентиляцию возлагается задача по удалению излишней влажности и пара. Вентиляция не должа и не может осуществляться за счёт нарушения герметичности ограждающих конструкций!
Качественный монтаж. Об этом пункте, я думаю, тоже нет нужды говорить.
Используйте материалы с высоким термическим сопротивлением (низкой теплопроводностью). Самоочевидный пункт, не требующий особых комментариев. Важно отметить, что компания Isover не выпускает какие-либо пенопластовые утеплители, они занимаются исключительно минераловатными утеплителями, т.
е. продуктами, имеющими наиболее высокий показатель паропроницаемости! Это действительно заставляет задуматься: как же так, вроде бы паропроницаемость необходима для отвода влаги, а производители рекомендуют полную герметичность!
Дело тут в недопонимании этого термина. Паропроницаемость материалов не предназначена для отвода влаги из жилого помещения – паропроницаемость нужна для отвода влаги из утеплителя! Дело в том, что любой пористый утеплитель не является по сути самим утеплителем, он лишь создаёт структуру, удерживающую истинный утеплитель – воздух – в замкнутом объёме и по возможности неподвижным. Если вдруг образуется такое неблагоприятное условие, что точка росы оказывается в паропроницаемом утеплителе, то в нём будет конденсироваться влага. Эта влага в утеплителе берётся не из помещения! Воздух сам всегда содержит в себе какое-то количество влаги, и именно эта естественная влага и представляет угрозу утеплителю. Вот для отвода этой влаги наружу и нужно, чтобы после утеплителя были слои с не меньшей паропроницаемостью.
Семья из четырёх человек за сутки в среднем выделяет пар, равный 12 литрам воды! Эта влага из воздуха внутренних помещений никоим образом не должа попадать в утеплитель! Куда девать эту влагу – это вообще не должно никоим образом волновать утеплитель – его задача лишь утеплять!
Пример 1
Давайте разберём вышесказанное на примере. Возьмём две стены каркасного дома одинаковой толщины и одинакового состава (изнутри к наружному слою), отличатся буду они только видом утеплителя:
Лист гипсокартона (10мм) – OSB-3 (12мм) – Утеплитель (150мм) – ОSB-3 (12мм) – вентзазор (30мм) – ветрозащита – фасад.
Утеплитель выберем с абсолютно одинаковой теплопроводностью – 0,043 Вт/(м•°С), основное, десятикратное отличие между ними только в паропроницаемости:
Коэф. теплопроводности в климатических условиях Б (худший показатель) λ(Б)= 0.043 Вт/(м•°С).
Плотность ρ= 12 кг/м³.
Коэффициент паропроницаемости μ= 0.035 мг/(м•ч•Па)
Эковата
Коэф.
теплопроводности в климатических условиях Б (худший показатель) λ(Б)= 0.043 Вт/(м•°С).
Плотность ρ= 35 кг/м³.
Коэффициент паропроницаемости μ= 0.3 мг/(м•ч•Па)
Конечно, условия расчёта я тоже использую абсолютно одинаковые: температура внутри +18°С, влажность 55%, температура снаружи -10°С, влажность 84%.
Расчёт я провел в теплотехническом калькуляторе, кликнув по фото, вы перейдёте прямо на страницу расчёта:
Как видно из расчёта, теплосопротивление обоих стен совершенно одинаково (R=3.89), и даже точка росы у них расположена почти одинаково в толще утеплителя, однако, из за высокой паропроницаемости в стене с эковатой будет конденсироваться влага, сильно увлажняя утеплитель. Как бы ни была хороша сухая эковата, сырая эковата тепло держит во много раз хуже. А если допустить, что температура на улице опустится до -25°С, то зона конденсации составит почти 2/3 утеплителя. Такая стена не удовлетворяет нормам по защите от переувлажнения! С пенополистиролом ситуация принципиально другая потому, что воздух в нём находится в замкнутых ячейках, ему просто неоткуда набрать достаточное количество влаги для выпадения росы.
Справедливости ради нужно сказать, что эковату без пароизоляционных плёнок не укладывают! И если добавить в “стеновой пирог” пароизоляционную плёнку между ОSB и эковатой с внутренней стороны помещения, то зона конденсации практически выйдет из утеплителя и конструкция полностью будет удовлетворять требованиям по увлажнению (см. картинку слева). Однако, устройство пароиозяции практически лишает смысла размышления о пользе для микроклимата помещения эффекта “дыхания стены”. Пароизоляционная мембрана имеет коэффициент паропроницаемости около 0,1 мг/(м·ч·Па), а порой пароизолируют полиэтиленовыми плёнками или утеплителями с фольгированной стороной – их коэффициент паропроницаемости стремится к нулю.
Но низкая паропроницаемость тоже далеко не всегда хороша! При утеплении достаточно хорошо паропроницаемых стен из газо- пенобетона экструдированным пенополистиролом без пароизоляции изнутри в доме непременно поселится плесень, стены будут влажными, а воздух будет совсем не свеж.
И даже регулярное проветривание не сможет высушить такой дом! Давайте смоделируем ситуацию, противоположную прошлой!
Пример 2
Стена на этот раз будет состоять из следующих элементов:
Газобетон марки D500 (200мм) – Утеплитель (100мм) – вентзазор (30мм) – ветрозащита – фасад.
Утеплитель выберем точно такой же, и более того, стену сделаем с точно таким же теплосопротивлением (R=3.89).
Как видим, при совершенно равных теплотехнических характеристиках мы можем получить радикально противоположные результаты от утепления одними и теми же материалами!!! Нужно отметить, что во втором примере обе конструкции удовлетворяют нормам по защите от переувлажнения, не смотря на то, что зона конденсации попадает в газосиликат. Такой эффект связан с тем, что плоскость максимального увлажнения попадает в пенополистирол, а из за его низкой паропроницаемости в нём влага не конденсируется.
В вопросе паропроницаемости нужно разобраться досконально ещё до того, как вы решите, как и чем вы будете утеплять свой дом!
Слоёные стены
В современном доме требования к теплоизоляции стен столь высоки, что однородная стена уже не способна соответствовать им.
Согласитесь, при требовании к теплосопротивлению R=3 делать однородную кирпичную стену толшиной 135 см не вариант! Современные стены – это многослойные конструкции, где есть слои, выполняющие роль теплоизоляции, конструктивные слои, слой наружной отделки, слой внутренней отделки, слои паро- гидро- ветро-изоляций. В связи с разнообразными характеристиками каждого слоя очень важно правильно их располагать! Основное правило в расположении слоёв конструкции стены таково:
Паропроницаемость внутреннего слоя должна быть ниже, чем наружного, для свободного выходы пара за стены дома. При таком решении «точка росы» перемещается к наружной стороне несущей стены и не разрушает стен здания. Для предотврощения выпадения конденсата внутри ограждающей конструкции сопротивление теплопередаче в стене должно уменьшаться, а сопротивление паропроницанию возрастать снаружи внутрь.
Думаю, нужно это проиллюстрировать для лучшего понимания.
To play, press and hold the enter key. To stop, release the enter key.
Для этих расчётов я использовал калькулятор на сайте теплорасчёт.рф и данные +23°С внутри, -10°С снаружи.
Черный график показывает падение температуры внутри ограждающей конструкции. Начиная с 23 °С и заканчивая -10 °С.
Синий график – температура точки росы. Если график точки росы соприкасается с графиком температуры, эти зоны называются зонами возможной конденсации (помечены голубым). Если во всех точках графика температура точки росы ниже температуры материала, то конденсата не будет.
На первой картинке приведён расчёт кирпичной стены толщиной 50 см. Видно, что даже однородная стена подвержена образованию конденсата. Он будет образовываться в пустотах, порах кирпича и раствора, при замерзании постепенно разрушая эту стену. В данной зоне конденсат будет образовываться в объёме 4 г/м² в час.
Вторая картинка показывает в 3 раза более тёплую и при этом на 10 см более узкую стену, утеплённую 10 см минваты.
Коэффициент паропроницаемости возрастает изнутри наружу, и точка росы не формируется в такой стене.Конечно, минвату без штукатурки нельзя оставлять, и на 3-м рисунке мы видим, что штукатурка, обладая более низкой паропроницаемостью, чем минвата, вызывает появление конденсата в наружней части утеплителя. В данном случае это не оень страшно – объём влаги невелик (4г/м²/час) и при повышении температуры на улице до -5°С это явление практически изчезает.
Последняя картинка показывает, как совсем не нужно делать! Утеплитель здесь заложен внутри бетонного помещения. Теплопроводность стены получилась, в общем-то такая же, как и на 2-м рисунке, но результат совсем другой! На каждом квадратном метре стены и утеплителя образуется почти по стакану воды каждый час! Стена будет постоянно мокрой, в результате чего она промёрзнет насквозь! Яркий пример неправильной последовательности конструкции стены.
Коэффициент паропроницаемости возрастает изнутри наружу, и точка росы не формируется в такой стене.Итак, общее правило можно выразить следующей картинкой.
Всё, что так или иначе связано с паропроницаемостью, затрагивает понятие “Точки Росы”, чему посвящена отдельная статья.
Перевод величин паропроницаемости
К сожалению, далеко не все производители паропроницаемых и пароограничивающих материалов, мембран и плёнок придерживаются единой меры измерения паропроницаемости, из за чего становится проблематично сравнивать порой одинаковые мембраны по этому показателю, а использовать их во всяческих калькуляторах без предварительной обработки данных производителя и вовсе невозможно! Этот вопрос я выделил в отдельную статью “Конвертируем паропроницаемость”.
Паропроницаемость | DuPont™ Tyvek®
Паропроницаемость защищает стены от влаги, гниения и плесени
Высококачественный погодозащитный барьер с высокими эксплуатационными характеристиками выполняет четыре полезные и важные функции: воздухонепроницаемость, водонепроницаемость, долговечность при строительстве и необходимый уровень паропроницаемости.
.
Паропроницаемость, вероятно, является наиболее игнорируемой и наименее понятной из четырех характеристик. Тем не менее, это может оказать наибольшее влияние на работу стеновой системы.
Почему паропроницаемость имеет значение
Во время монтажа или после возведения облицовки внутренняя часть стен все равно промокает. И если стеновая система не может высохнуть, она становится уязвимой для влаги и плесени.
Вот почему паропроницаемость или воздухопроницаемость является ключевым преимуществом погодозащитных экранов DuPont™ Tyvek®. Tyvek® сочетает в себе правильный баланс воздухо- и водостойкости, а также паропроницаемости. Таким образом, когда вода попадает в стеновую систему, Tyvek® WRB сконструирован таким образом, чтобы позволить ей выйти в виде водяного пара.
Понятие паропроницаемости
Паропроницаемость, часто называемая воздухопроницаемостью, описывает способность материала пропускать через себя водяной пар. В отличие от объемной водонепроницаемости, которая относится к воде в ее жидкой форме, паропроницаемость относится к воде в ее газообразной форме.
Действующие строительные нормы и правила требуют, чтобы минимальная степень проницаемости составляла около 5 перм. Ученые-строители DuPont считают, что этот порог слишком низок для обеспечения стабильной работы, и рекомендуют защитные барьеры от атмосферных воздействий с паропроницаемостью от умеренной до высокой, такие как Tyvek® WRB.
Измерение проницаемости
Измерение скорости проникновения паров влаги (MVTR) рассчитывается в соответствии с протоколом испытаний ASTM E96. Этот тест показывает, сколько влаги может пройти через барьер за 24 часа.
Поскольку на это измерение влияет давление паров, необходимо сделать поправку на давление паров над образцом, чтобы определить паропроницаемость (MVP). ASTM E96 используется для присвоения материалам относительного рейтинга, который показывает, насколько каждый из них устойчив к прохождению паров влаги.
Реальные показатели
Летом 2002 года компания DuPont провела полевой эксперимент в Северной Каролине во время сильнейшей за последние десятилетия засухи.
На одну и ту же конструкцию стены случайным образом накладывали две разные строительные обертки. Один с паропроницаемостью 58 промм, другой 6,7 промм.
Стена была обернута на 3-4 недели и на этот период оставлена в каркасной стадии строительства. По прошествии 3-4 недель во всех местах, где была установлена пленка с низкой паропроницаемостью, стало отчетливо видно накопление влаги и повышенный уровень влажности. Многие области достигли или превысили уровни насыщения для обшивки, и недостаток влаги был очевиден невооруженным глазом.
В отличие от этого, везде, где была установлена пленка с высокой проницаемостью, было обнаружено, что оболочка оставалась неизменно чистой и сухой, независимо от местоположения или направленной ориентации.
Моделирование влажности
Чтобы лучше понять наблюдения в лаборатории и в полевых условиях, компания DuPont провела моделирование влажности с использованием всемирно признанной модели WUFI Pro. Компания DuPont смогла смоделировать полевые условия, чтобы оценить реакцию стеновой системы на образование конденсата в виде росы.
Результаты показали, что во всех климатических условиях при использовании пленки с паропроницаемостью от умеренной до высокой наблюдалось значительно более низкое содержание влаги. Эти результаты являются еще одним свидетельством того, что проницаемость от умеренной до высокой способствует высыханию, а низкая проницаемость препятствует высыханию и повышает вероятность возникновения проблем, связанных с влажностью.
Tyvek® уникален
Погодные барьеры DuPont™ Tyvek® имеют уникальную структуру с миллионами чрезвычайно мелких пор, которые препятствуют проникновению воды и воздуха, но позволяют водяному пару проходить сквозь здание и выходить из него.
На протяжении более 30 лет компания DuPont в области материаловедения и строительных материалов приносила на строительный рынок такие инновации, как атмосферостойкие барьеры Tyvek®.
Узнайте больше об испытаниях на паропроницаемость и характеристиках Tyvek®.
Бюллетень строительной науки – правда о паропроницаемости
Наружные конструкции и кирпичные стены
Главная / Новости / Преимущества паропроницаемой изоляции в жарком и влажном климате: наружные конструкции и кирпичные стены
Строители в жарком и влажном климате сталкиваются с двумя проблемами: созданием прочной оболочки здания, которая удерживает большие объемы водяного пара, и избавлением от влаги, которая неизбежно проникает внутрь.
Проблема особенно усложняется тем, что некоторые стратегии предотвращения проникновения водяного пара в здание также могут задерживать влагу внутри.
Непроницаемая изоляция предотвращает надлежащее высыхание материалов за кирпичной кладкой или внутри полостей стен, что приводит к образованию плесени и грибка, которые могут вызвать гниение или вздутие несущих конструкций и привести к ухудшению качества воздуха в помещении.
Полупроницаемая изоляция, используемая как часть стратегии контроля влажности, снижает перенос энергии через воздушные пространства, а также способствует эксфильтрации влаги.
Кирпичные стены и паропроницаемая изоляция
Водяной пар перемещается из теплых помещений в холодные, что требует различных стратегий изоляции для различных климатических условий. Экстремальные условия жаркого и влажного климата требуют использования проницаемых и полупроницаемых воздухонепроницаемых мембран для минимизации проникновения водяного пара (Руководство строителя по жаркому и влажному климату, Лстибурек, 2010 г.
, стр. 118). В теплом климате замедлители пара (если они используются) располагают как можно ближе к внешней стороне здания, чтобы предотвратить проникновение влажного наружного воздуха в полости стен и жилые помещения.
Влага, однако, все еще может проникнуть внутрь. Водопроводные трубы могут протечь или сломаться, а сильный шторм может повредить здание настолько, что вода попадет внутрь.
В таких случаях необходима определенная паропроницаемость, чтобы внутренние помещения могли высохнуть. Типы паропроницаемой изоляции, которые хорошо работают в жарком и влажном климате, включают:
- Стекловолоконная плита
- Стекловолокно необлицованное
- Целлюлоза
- Каменная/минеральная вата
- Теплоизоляция перфорированная
Эти варианты изоляции обеспечивают контролируемое движение пара из внутренних полостей, куда проникла влага.
Эволюция пароизоляции/замедлителей схватывания
В прошлом строители понимали, что пар перемещается посредством движения воздуха из областей с высоким давлением в области с низким давлением.
Они не были так обеспокоены миграцией влаги посредством диффузии пара.
Немногие подрядчики использовали замедлители испарения, особенно на таких материалах, как кирпичная и бетонная кладка, которые, по их мнению, были непроницаемыми для влаги. Те, кто рассчитал количество утеплителя вручную, используя цифры, отражающие среднюю точку росы для их региона.
Со временем строительная наука открыла способы снижения образования конденсата даже на материалах, которые когда-то считались непроницаемыми. Компьютерные симуляторы теперь могут помочь составителю рассчитать точку росы, чтобы учесть сезонные изменения.
Ряд онлайн-ресурсов, в том числе Руководство Министерства энергетики США по определению климатических регионов по округам, могут помочь строителям домов и подрядчикам определить материалы и стратегии изоляции, которые лучше всего подходят для их климатических зон.
Недавние достижения привели к широкому использованию ингибиторов парообразования во всех зданиях, чтобы не допускать попадания воздуха с высоким давлением/высокой влажностью в здания (или удерживать его внутри в холодном климате).
В жарком климате с большим количеством паров воды в воздухе проницаемая и полупроницаемая изоляция и барьерные типы оказываются наиболее эффективным вариантом для снижения риска накопления влаги и смягчения повреждений в стенных и потолочных полостях. Использование проницаемой/полупроницаемой изоляции позволяет создавать более устойчивые здания с лучшим качеством воздуха в помещении.
Борьба с давлением и влажностью воздуха в помещении
Благодаря воздухо- и парозащитным ингибиторам, по существу изолирующим всю оболочку здания от наружного воздуха, системам ОВКВ не приходится прилагать столько усилий для поддержания температуры и уровня влажности воздуха в помещении. Эта стратегия может дать возможность компенсировать некоторые затраты и расходы на проживание за счет установки системы HVAC с меньшей нагрузкой.
Иногда, однако, это явление заставляет подрядчиков устанавливать блоки кондиционирования воздуха слишком больших размеров. Правильно подобранная система кондиционирования воздуха поможет поддерживать идеальную температуру и уровень влажности.
В слишком больших системах змеевикам не хватает времени для удаления влаги из воздуха до того, как термостат зафиксирует достижение заданной температуры в помещении, поэтому система преждевременно отключается. Отключение приводит к повышению уровня влажности, что может вызвать дискомфорт и проблемы, связанные с влажностью. Это также может побудить владельцев снизить температуру термостатов, что увеличивает потребление энергии и затраты.
С другой стороны, слишком маленький блок не сможет справиться с нагрузкой для достижения желаемой температуры воздуха в помещении. Составители спецификаций должны требовать, чтобы подрядчики ОВКВ использовали стандарты Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) для понимания всей конструкции, включая изоляцию и паропроницаемость ограждающих конструкций, чтобы выбрать правильную систему ОВКВ, отвечающую желаемым требованиям. качество воздуха в помещении.
Fi-Foil и Masonry VR Plus Shield™
Fi-Foil Company VR Plus Shield специально разработана для контроля водяного пара в каменной кладке.