Паропроницаемость - Энергосберегательные здания

Пожалуй,все неоднократно слышали о паропроницаемость и «дышащие стены». Почему этот вопрос стал актуальным в последнее время и как в нем разобраться?

Актуальным вопрос стал из-за того, что ничто не стоит на месте, прогресс заставляет двигаться вперед. В частности, это касается, в первую очередь, сферы энергосбережения и строительства. Все развитые страны постепенно поднимают нормы значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, а это стены, пол и перекрытия. В Украине таким документом является ДБН В 2.6-31: 2016 (последняя редакция) Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляция зданий. Соответственно, чтобы выполнить требования данных норм, архитекторам и конструкторам при проектировании нужно или увеличивать толщину стен и перекрытий, или использовать другие материалы или проектировать многослойные оболочки, является оптимальным вариантом. Толстая стена или перекрытие из конструкционного материала будет иметь большой вес, это экономически невыгодно. Представьте себе кирпичную кладку толщиной полтора метра! Энергоэффективные материалы, как газобетон или керамический поризованный блок, его еще называют просто - КЕРАМОБЛОК, имеют низкую марку на сжатие, что сужает спектр их использования. Но даже газобетон марки D400 или керамический поризованный блок толщиной 375мм, все равно нуждаются в дополнительном утеплении и защиты. Поэтому повсеместно стали применять многослойную стеновую конструкцию, которая комбинирует в своем составе в качестве конструкционных так и теплоизоляционные материалы. Для утепления используют системы мокрого фасада, системы на основе теплоизоляционных смесей или системы вентилируемого фасада. Такие способы утепления характеризуются большим количеством слоев в своем составе. И здесь возникает вопрос как их правильно разместить? Каждый теплоизоляционный материал характеризуется своей теплопроводностью и паропроницаемостью. Эти два показателя взаимосвязаны между собой через влажность. И неудивительно, ведь коэффициент теплопроводности λ, что измеряется в Вт / мК, в той или иной степени зависит от влажности самого материала. Для различных материалов это влияние различно. У воды в жидком состоянии коэффициент теплопроводности составляет 0,603 Вт / мК, что более в десять раз выше, чем во всех утеплителях. Теперь логично заключить, что 1% этой самой влаги, увеличивает теплопроводность теплоизоляционного материала на 10% !!! Особенно это важно для такого энергоэффективного материала, как газобетон, так как при повышенной влажности он не только теряет свои теплоизоляционные свойства, но и снижается его прочность, а следовательно и срок эффективной эксплуатации. Киевской лабораторией ГП НИИСК проведены экспериментальные исследования влажностного режима газобетонных наружных стен с фасадной теплоизоляцией. И результат для стены утепленной пенополистирольными плитами был неутешителен. Результаты испытаний размещены на странице Всеукраинской Ассоциации Производителей автоклавного газобетона (Вааге). Почему так ? Все дело именно в паропроницаемости материалов. Не зря, соновном требование вышеупомянутого ДБН В 2.6-31:

«При проектировании теплоизоляционной оболочки здания на основе многослойных конструкций следует располагать с внутренней стороны конструкций слои из материалов, имеющих более высокую теплопроводность, теплоемкость и сопротивление паропроницанию.»

Отсюда следует - паропроницаемость материалов изнутри помещения наружу должна увеличиваться.

Как влага попадает в стены дома?

Относительная влажность или в помещении, то в самой стене или на улице измеряется в процентах. Обозначим ее буквой ψ. Точка росы это относительная влажность ψ = 100%, то есть это такие условия, при которых концентрация водяных паров в воздухе достигла точки насыщения и начался процесс конденсации в жидкость. Концентрация водяных паров измеряется их парциальным давлением е, Па, а концентрация насыщенного водяного пара обозначается как Е, Па и зависит от температуры окружающей среды. В таком случае относительная влажность определяется как:



Ψ = е / Е * 100%



Когда говорят, что относительная влажность в комнате 55%, а на улице 75%, то нужно также учитывать, что температура в помещении 20 ° С, а на улице -3 ° С и это отнюдь не значит, что концентрация молекул Н2О будет меньше в середине дома. Анализируя приведенную таблицу, можно определить, что при 20 ° С и относительной влажности 55% в помещении (нормальный влажностный режим), парциальное давление водяного пара (абсолютная влажность) e будет составлять 1286 Па, а при -3 ° С и относительной влажности 75 % на улице, парциальное давление водяного пара (абсолютная влажность) e будет составлять 367 Па. Абсолютная влажность в жилом помещении в холодные периоды года будет всегда больше чем на улице. Влага в доме постоянно выделяется в результате жизнедеятельности человека через дыхание, приготовление пищи, принятии ванны и т.п., а поток этой влаги всегда направлен в сторону выравнивания концентраций, то есть наружу. Если не предусмотреть эффективную вентиляцию в помещении, пары влаги могут выходить из помещения через различные щели, это называются инфильтрация или оседать в стеновой конструкции или перекрытии.







Что такое паропроницаемость и в чем она измеряется?







Паропроницаемость материала - это способность проводить через свою толщину пары влаги. Хотя, физический смысл этого понятия одинаковый для всех материалов, однако коэффициенты и способы измерения могут отличаться. Чтобы измерить коэффициент паропроницаемости, вроде устанавливают в испытательную сосуд, в котором находится реагент (сухой способ) или насыщенный водный раствор соли (мокрый метод). Затем испытательную сосуд с образцом устанавливают в испытательную камеру, в которой можно устанавливать необходимые значения температуры и относительной влажности воздуха. При разнице парциальных давлений водяного пара в испытательной емкости и испытательной камере возникает поток водяного пара, который проходит через испытываемый образец. Для определения плотности потока водяного пара в стационарных условиях, сосуд с испытуемым образцом периодически взвешивают. Когда этот поток стабилизируется, получают величину g, кг / м2 * с - плотность потока водяного пара. Исходя из этого показателя и разности парциальных давлений, можно получить значение коэффициента паропроницаемости, его еще называть просто паропроницаемостью материала.



На сегодняшний день отечественные строительные нормы регламентируют, что коэффициент паропроницаемости μ, мг / м * ч * Па- это физический параметр, определяющий количество влаги, которая передается в виде пара через единицу площади (м2) слоя материала за единицу времени (час) при стационарном градиент перепада парциальных давлений водяного пара (1 Па / м). Значение этого коэффициента можно найти в ДБН В 2.6-31: 2006 ПРИЛОЖЕНИЕ Л



С каждым днем ​​на нашем рынке появляется все больше импортных материалов, а производители в технических характеристиках указывают паропроницаемость в неизвестных нам до сих пор величинах. Часто встречаем коэффициент паропроницаемости в безразмерной величине, в метрах, в граммах / м2 * ч или другое. Как в них разобраться? Весь секрет кроется в том, что в с 1987 действовал стандарт на определение паропроницаемости теплоизоляционных материалов DIN 52615, который был заменен на действующий по сегодняшний день EN ISO 12572.



Согласно этому стандарту сравнительный коэффициент паропроницаемости, обозначим его как μEN, определяется как отношение паропроницаемости воздуха μП к паропроницаемости матрериалу μ и имеет безразмерную величину.



μEN = μП / μ



Паропроницаемость материала определяет сколько мг водяного пара может пройти через 1м2 площади образца толщиной 1 м при разности парциальных давлений 1Па за один час. Поэтому коэффициент сопротивления паропроницаемости μEN определяет на сколько меньше паров влаги пройдет через определенный материал по сравнению с неподвижным слоем воздуха площадью 1м2 и толщиной 1м.



Паропроницаемость воздуха можем определить из графика зависимости от давления при температуре 23 ° С.





Определение сравнительного коэффициента паропроницаемости проводятся при температуре наружного воздуха 23 ° С и относительной влажности 50% (сухие условия А) и 85% (влажные условия В). Перевести кг / м * с * Па в привычные мг / м * ч * Па можем умножив величину из графика на 3,6 * 109. Принято считать, что μП = 0,625 мг / м * ч * Па.



Стандарт EN ISO 10456-2007 приводит значение этого коэффициента для сухих и влажных условий:



Очень часто сравнительный коэффициент паропроницаемости μEN путают с сопротивлением паропроницаемости Z, (м2 × с × Па) / кг и его обратной величиной коэффициентом сопротивления паропроницаемости W, кг / (м2 × с × Па).



Z = 1 / W



Эти две величины встречаются значительно реже и относятся к конкретной толщины d. Зная величину коэффициента сопротивления паропроницаемости W, кг / (м2 × с × Па) и толщину можем определить его паропроницаемость:



μ = W · d, кг / (м · ч · Па)



Очень часто в технических описаниях материалов, особенно это касается финишных покрытий и красок, можно встретить величину, измеряется в метрах. Этот показатель называется эквивалентом сопротивления диффузии водяных паров sd., Г.

sd = μEN · d

Эта величина также относится к конкретной толщины. Sd указывает необходимую толщину слоя неподвижного воздуха, имеющий сопротивление паропроницаемости, эквивалентный сопротивления паропроницаемости образца толщиной d. Например, теплоизоляционная смесь Тепловер Light имеет коэффициент паропроницаемости μ = 0,22 мг / м · ч · Па и толщину 10см. тогда:



sd = μEN · d = (μП / μ) * d = (0,625 / 0,22) * 0,1 = 0,284м



Для супердиффузионных мембран часто используют величину плотности потока водяного пара g, г / м2 * 24ч. Этот показатель показывает сколько конкретная мембрана может пропустить водяных паров по массе через 1м2 площади за 24 ч. Для того чтобы получить привычную величину в кг / м2 * с нужно умножить на 8,64 · 10-6. Супердиффузионные мембраны с показателем> 1000г / м2 * 24ч считаются високопаропроникнимы и могут использоваться в качестве гидроизоляционного или ветрозащитного слоя в при утеплении перекрытий или чердаков минеральной ватой или перлита.