11 мая 2012 г.

2. Точка росы, пароизоляция и вентилируемый зазор


Водяной пар в стене - откуда он?

Рис.1. График температуры точки росы.
Максимально возможное содержание
пара в воздухе в зависимости от
температуры.
Для того чтобы понять, к каким последствиям приведёт отсутствие вентиляционного зазора в стенах, выполненных из двух и более слоев разных материалов, и всегда ли нужны зазоры в стенах, необходимо напомнить о физических процессах, происходящих в наружной стене в случае разности температур на её внутренней и наружной поверхностях.

Как известно в воздухе всегда содержатся водяные пары. Парциальное давление пара зависит от температуры воздуха. С повышением температуры парциальное давление водяных паров увеличивается.

В холодное время года парциальное давление паров внутри помещения значительно выше, чем снаружи. Под действием разницы давлений водяные пары стремятся попасть изнутри дома в область меньшего давления, т.е. на сторону слоя материала с меньшей температурой - на наружную поверхность стены.

Также известно, что при охлаждении воздуха водяной пар, содержащийся в нём, достигает предельного насыщения, после чего конденсируется в росу.

Точка росы – это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

На приведённой диаграмме, Рис.1., представлено максимально возможное содержание водяного пара в воздухе в зависимости от температуры.

Отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной доле при данной температуре называется относительной влажностью, измеряемой в процентах.

Например, если температура воздуха составляет 20°С, а влажность – 50%, это означает, что в воздухе содержится 50% того максимального количества воды, которое может там находится.

Как известно строительные материалы обладают разной способностью пропускать содержащиеся в воздухе водяные пары, под действием разности их парциальных давлений. Это свойство материалов называется сопротивление паропроницанию, измеряется в м2*час*Па/мг.

Кратко резюмируя вышесказанное, в зимний период воздушные массы, в состав которых входят водяные пары, будут проходить сквозь паропроницаемую конструкцию внешней стены изнутри наружу.

Температура воздушной массы будет уменьшаться по мере приближения к внешней поверхности стены, рис.2. Точка росы в правильно спроектированной стене окажется в толще стены, ближе к наружной поверхности теплоизоляционного слоя, где пар будет конденсироваться и увлажнять стену.

В сухой стене - пароизоляция и вентилируемый зазор


Рис.2. Пример распределения температуры по разным
сторонам наружной стены. а - при большом, б - при
малом теплосопротивлении материала стены;
В результате конденсации пара наружная поверхность теплоизоляционного слоя стены зимой будет накапливать влагу.

В теплое время года эта накопленная влага должна иметь возможность испариться.

Необходимо обеспечивать смещение баланса между количеством поступающих в стену паров изнутри помещения и испарением из стены накопившейся влаги в сторону испарения.

Баланс влагонакопления в стене можно смещать в сторону удаления влаги двумя путями:

  1. Уменьшать паропроницаемость внутренних слоев стены, сокращая тем самым количество пара в стене.
  2. И (или) увеличивать испарительную способность наружной поверхности на границе конденсации.

Однослойные стены имеют одинаковое сопротивление паропроницанию по всей толщине. Это обеспечивает таким стенам положительный баланс удаления влаги из толщи стены во всех случаях, кроме помещений с повышенной влажностью.

В многослойных стенах используются материалы с разным сопротивлением  паропроницанию.

Чтобы обеспечить требуемый баланс перемещения влаги в многослойной стене необходимо, чтобы сопротивление паропроницанию материала в стене уменьшалось по направлению от внутренней поверхности к наружной.

В противном случае, если наружный слой будет иметь большее сопротивление паропроницанию, баланс влагоперемещения сместится в сторону накопления влаги в стене.

Например.
Сопротивление паропроницанию газобетона значительно меньше, чем у керамики. При фасадной отделке дома из газобетона керамическим кирпичом обязателен вентиляционный зазор между слоями. При отсутствии зазора блоки будут накапливать влагу.

Вентиляционный зазор между лицевой кладкой из керамического кирпича и несущей стеной из керамзитобетонных блоков не нужен, т.к. сопротивление паропроницанию кирпича меньше чем у стены из керамзитобетонных блоков.

При неправильном устройстве стены, влага в утеплителе будет накапливаться постепенно.

Уже на второй, максимум третий-пятый отопительный период, можно будет ощутить существенное увеличение расходов на отопление. Связано это, естественно, с тем, что увеличилась влажность теплоизоляционного слоя и всей конструкции в целом, а соответственно существенно снизился показатель термического сопротивления стены.

Влага из утеплителя будет передаваться и в соседние слои стены. На внутренней поверхности наружных стен может образовываться грибок и плесень.

Кроме накопления влаги, в утеплителе стены происходит еще один процесс - замерзание сконденсировавшейся влаги. Известно, что периодическое замерзание и оттаивание большого количества воды в толще материала разрушает его.

Стеновые материалы различаются по своей способности противостоять замерзанию конденсата. Поэтому, в зависимости от паропроницаемости и морозостойкости утеплителя, необходимо ограничивать общее количество конденсата, накапливающегося в утеплителе за зимний период.

Например, минераловатный утеплитель имеет высокую паропроницаемость и очень низкую морозостойкость. В конструкциях с минераловатным утеплителем (стены, чердачные и цокольные перекрытия, мансардные крыши) для уменьшения поступления пара в конструкцию со стороны помещения всегда укладывают паронепроницаемую пленку.

Без пленки стена имела бы слишком малое сопротивление паропроницанию и, как следствие, в толще утеплителя выделялось и замерзало бы большое количество воды.  Утеплитель в такой стене через 5-7 лет эксплуатации здания превратился бы в труху и осыпался.

Толщина теплоизоляции должна быть достаточной для того, чтобы удерживать точку росы в толще утеплителя, рис.2а.

При малой толщине утеплителя температура точки росы окажется на внутренней поверхности стены и пары будут конденсироваться уже на внутренней поверхности наружной стены, рис.2б.

Понятно, что количество влаги, сконденсировавшейся в утеплителе, будет увеличиваться с ростом влажности воздуха в помещении и увеличением суровости зимнего климата в месте строительства.

Количество испаряемой из стены влаги в летнее время также зависит от климатических факторов - температуры и влажности воздуха в зоне строительства.

Рис.3. Результат расчета влажностного режима трехслойной стены
Рис.3. Результат расчета влажностного режима
трехслойной стены: керамзитобетон - 250мм., утеплитель
минераловатный - 100мм., кирпич керамический - 120мм.
жилой дом в г. С.-Петербург.
Накопления влаги в годичном цикле нет. 

Как видим, процес перемещения влаги в толще стены зависит от многих факторов. Влажностный режим стен и других ограждений дома можно рассчитать, Рис. 3.

По результатам расчета определяют необходимость уменьшения паропроницаемости внутренних слоев стены  или необходимость вентиляционного зазора на границе конденсации.

Результаты проведенных расчетов влажностного режима различных вариантов утепленных стен (кирпичные, ячеистобетонные, керамзитобетонные, деревянные) показывают, что в конструкциях с вентилируемым зазором на границе конденсации накопления влаги в ограждениях жилых зданий не происходит во всех климатических зонах России. 

Многослойные стены без вентилируемого зазора необходимо применять, основываясь на расчете влагонакопления. Для принятия решения, следует обратиться за консультацией к местным специалистам, профессионально занимающимся проектированием и строительством жилых зданий.

Результаты расчета влагонакопления типовых конструкций стен в месте строительства, местным строителям давно известны. "Стена каменная трехслойная с облицовкой из кирпича" - это статья об особенностях влагонакопления и утепления стен из кирпича или каменных блоков.

Все описанное выше относится не только к стенам, но и к другим конструкциям, ограждающим тепловой контур здания - чердачным и цокольным перекрытиям, мансардным крышам.

Прочитав эту статью, Вы узнали, как сделать стену сухой.

Стена должна быть еще и теплой. Об этом читайте в следующей статье.
Следующая статья:

3. Расходы на отопление и сопротивление теплопередаче.

Предыдущая статья:

1. Стены несущие, самонесущие и не несущие - какая разница?


8 комментариев:

  1. Марис Гаркушин30 сентября 2012 г., 16:59

    Очень интересная и важная статья , спасибо за нее !

    ОтветитьУдалить
  2. Хорошо бы привести разбор процессов на примере утепления брусового дома,брус сосна 150х150.Как и каким утеплителем его утеплять,пленку паропроницаемую м\у брусом и утеплителем надо у какую?И вообще-больше примеров для Сибири-иногда..
    СПАСИБО!

    ОтветитьУдалить
  3. Стены из обычного бруса лучше всего утеплять минераловатными плитами. Толщину утеплителя можно рассчитать - статья http://domekonom.su/2012/06/raschet-soprotivlenija-teploperedache.html
    Долговечность утеплителя увеличится если:
    1. Уменьшить количество конденсата в утеплителе. Для этого укладываем паронепроницаемую пленку, например "Изоспан В", с внутренней стороны брусовой стены. В стене из обычного сырого бруса, особенно новой, как правило со временем, появляются дефекты герметизации швов из-за искривления брусьев при высыхании, плохой конопатке пазов. Через эти дыры будет попадать пар из помещения прямо в утеплитель. Утеплитель в этих местах осыплется через несколько сезонов. Отследить и исправить эти дефекты невозможно - стена будет закрыта с обеих сторон. Пленка герметизирует стену.
    Укладывать эту пленку между брусом и утеплителем нельзя. Велика вероятность того, что в этом случае на пленке будет выпадать конденсат и увлажнять брус.
    Кроме того, между утеплителем и облицовкой (сайдингом, например) делается вентилируемый зазаор 4-5см., обеспечивающий удаление влаги из бруса и утеплителя.
    2. Использовать более морозостойкие плиты утеплителя. Это плиты с гидрофобной (водоотталкивающей) пропиткой и имеющие высокую плотность. Но такие плиты и более дорогие.
    С наружной стороны не забудьте закрыть утеплитель паропроницаемой ветрозащитной пленкой ("Изоспан А с ОЗД") .
    Запланировал написать статью на эту тему.

    ОтветитьУдалить
  4. Прекрасные, доходчивые разъяснения, спасибо!
    Хотел бы узнать о такам варианте утепления стен: стена из простого бруса 150х100 (150-лежит, 100-высота), изнутри дома стена обшита фальгированным утеплитетем. типа Пенофол фальгой внутрь, снаружи дом обшит металло сайдингом. Хочу в этом году снять наружную обшивку и дополнительно наложить "пенопласт" 50 мм., затем опять металлосайдинг.
    ВОПРОС:нужна ли дополнительная пароизоляция или вентиляционные колодцы между наружной стеной и пенопропиленом? Ведь он же практически не принимает в себя влагу!
    Дом находится на Камчатке. и Второй вопрос: На втором этаже ( не жилом зимой ), фронтон из доски 5 мм. снаружи обшит металлосайдингом, а изнутри помещения, всё тем же фальгированным утеплителем, типа Пенофол - хватит ли 50 мм. "пенопласта" приктреплённого к Пенофолу изнутри для утепления, т. к. при попадании тёплого воздуха Пенофол катастрофически отпотевает, и куда чего ещё закрепить?
    Спасибо.

    ОтветитьУдалить
  5. Николай Владимирович!
    Об утеплении деревянных стен можно прочитать в статье http://domekonom.su/2012/11/uteplenie-derevjannyh-sten.html
    Для стен дома пенофол внутри помещений, если он уложен герметично с проклейкой стыков скотчем, будет достаточной пароизоляцией. Утеплять стены дома снаружи я бы все же посоветовал по второму варианту, описанному в вышеуказанной статье - минераловатными плитами.
    Утеплять дом снаружи пенопластом рискованно. В местах, где слой пенофола негерметичен, возможно выпадение конденсата на границе с деревянной стеной. Все таки для дерева надежнее давать возможность выхода паров и влаги.
    Возможно утепление пенопластом по третьему варианту (см. статью) - с вентзазором между стеной и пенопластом. Но, в этом случае, потребуется значительное увеличение толщины пенопласта.
    Или утепляйте пенопластом стены изнутри, поверх пенофола, как Вы хотите это сделать на мансарде. Достаточно ли для утепления нежилой мансарды 50 мм. пенопласта сказать сложно. Это зависит от степени утепления чердачного перекрытия, кровли, температуры на мансарде зимой и др.

    ОтветитьУдалить
  6. как правильно утеплить пенополистиролом "термит" потолок в деревянном доме? на потолке лежат матицы 100/150 к ним прибит брусок 50/50 и застелено досками,нужна парогидроизоляция? толщина утеплителя 50 мм,в магазине сказали что не надо парогидроизоляция, с низу подошью фанерой потолок.

    ОтветитьУдалить
  7. у меня вопрос.двойные потолочные балки(брус 150мм)между ними черновой потолок(доска дюйм)к которой пришит пенопласт(50мм)до низа балок остаёться 100мм.хочу подшить потолок чтобы скрыть балки.не будет ли конденсата из за большого воздушного зазора?

    ОтветитьУдалить
  8. Не зная климата и других параметров, точно сказать сложно. После подшивки потолка, температура на внутренней поверхности пенопласта снизится и может стать ниже точки росы - в сильные морозы появится конденсат. Для уменьшения риска появления конденсата увеличивают толщину пенопласта. Как рассчитать толщину утеплителя чердачного перекрытия читайте: http://domekonom.su/2012/06/raschet-soprotivlenija-teploperedache_25.html
    Рекомендую толщину утеплителя не менее 100мм. и тепло в доме сохраните и конденсата точно не будет. Тщательно герметизируйте пеной стыки плит и примыкания пенопласта к балкам, стенам и т.п.

    ОтветитьУдалить

Уважаемый читатель! Задайте вопрос по теме статьи, дополните, уточните или возразите автору. Расскажите о том, как делаете Вы.
Комментарии публикуются не сразу - проходят модерацию.
Своё имя в подписи укажите в профиле Имя/URL (можно только имя).