Расширения значения паропроницаемости у всех. Расчеты и пересчеты по паропроницаемостям ветрозащитных мембран. Определение уровня проницаемости пара
Одним из важнейших показателей является паропроницаемость. Она характеризует способность ячеистых камней задерживать или пропускать пары воды. В ГОСТ 12852.0-7 выписаны общие требования к способу определения коэффициента паропроницаемости газоблоков.
Что такое паропроницаемость
Внутри и снаружи зданий температура всегда разнится. Соответственно, и давление неодинаково. В результате, существующие как по ту, так и по другую стороны стен влажные воздушные массы стремятся переместиться в зону более низкого давления.
Но поскольку в помещении, как правило, более сухо, чем за его пределами, то влага с улицы проникает в микрощели стройматериалов. Таким образом стеновые конструкции наполняются водой, что может не только ухудшить микроклимат в помещениях, но и пагубно влиять на ограждающие стены - они со временем станут разрушаться.
Возникновение и накопление влаги в любых стенах - крайне опасный и для здоровья фактор. Так, в результате такого процесса происходит не только снижение теплозащиты строения, но и возникают грибки, плесень и другие биологические микроорганизмы.
Российские нормативы регламентируют, что показатель паропроницаемости определяется способностью материала противостоять проникновению в него водяных паров. Коэффициент паропроницаемости исчисляется мг/(м.ч.Па) и показывает, какое количество воды пройдет в течении 1 часа через 1м2 поверхности толщиной в 1 м, при разности давлений с одной и другой части стены - 1 Па.
Паропроницаемость газобетонов
Ячеистые бетоны состоят из закрытых воздушных раковин (до 85% от общего объема). Это существенно снижает способность материала поглощать водяные молекулы. Даже проникая вовнутрь, пары воды достаточно быстро испаряются, что положительно сказывается на паропроницаемости.
Таким образом, можно констатировать: данный показатель напрямую зависит от плотности газобетона - чем ниже плотность, тем выше паропроницаемость, и наоборот. Соответственно, чем выше марка пористого бетона, тем меньше его плотность, а значит, и этот показатель выше.
Поэтому для снижения паропроницаемости при производстве ячеистых искусственных камней:
Такие превентивные меры приводят к тому, что показатели газобетонов различных марок имеют отличные значения паропроницаемости, что показано в таблице ниже:
Паропроницаемость и внутренняя отделка
С другой стороны, находящаяся в помещении влага тоже должна удаляться. Для этого для используют специальные материалы, поглощающие пары воды внутри зданий: штукатурку, бумажные обои, дерево и т.д.
Это не означает, что облагораживать стены обожженным в печах кафелем, пластиком или виниловыми обоями не следует. Да и надежная герметизация оконных и дверных проемов - обязательно условие для качественного строительства.
При выполнении внутренних отделочных работ следует помнить, что паропроницаемость каждого слоя отделки (шпатлевки, штукатурки, краски, обоев и др.) должна быть выше, чем этот же показатель ячеистого стенового материала.
Мощнейшим барьером на пути проникновения влаги во внутрь строения является нанесение грунтовочного слоя на внутренней части капитальных стен.
Но не стоит забывать, что в любом случае, в жилых и производственных зданиях должна существовать эффективная система вентиляции. Только в этом случае можно говорить о нормальной влажности в помещении.
Газобетон - отличный строительный материал. Кроме того, что здания, сооруженные из него, прекрасно аккумулируют и сохраняют тепло, так в них еще не бывает излишне влажно или сухо. И все благодаря хорошей паропроницаемости, о которой должен знать каждый застройщик.
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.
В процессе стройки любой материал в первую очередь должен оцениваться по его эксплуатационно-техническим характеристикам. Решая задачу построить “дышащий” дом, что наиболее свойственно строениям из кирпича или дерева, или наоборот добиться максимальной сопротивляемости паропроницанию, необходимо знать и уметь оперировать табличными константами для получения расчетных показателей паропроницаемости строительных материалов.
Что такое паропроницаемость материалов
Паропроницаемость материалов – способность пропускать или задерживать водяной пар в результате разности парциального давления водяного пара на обеих сторонах материала при одинаковом атмосферном давлении. Паропроницаемость характеризуется коэффициентом паропроницаемости или сопротивлением паропроницаемости и нормируется СНиПом II-3-79 (1998) "Строительная теплотехника", а именно главой 6 "Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций"
Таблица паропроницаемости строительных материалов
Таблица паропроницаемости представлена в СНиПе II-3-79 (1998) "Строительная теплотехника", приложении 3 "Теплотехнические показатели строительных материалов конструкций". Показатели паропроницаемости и теплопроводности наиболее распространенных материалов, используемых для строительства и утепления зданий представлены далее в таблице.
Материал | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/(м*С) | Паропроницаемость, Мг/(м*ч*Па) |
Алюминий | |||
Асфальтобетон | |||
Гипсокартон | |||
ДСП, ОСП | |||
Дуб вдоль волокон | |||
Дуб поперек волокон | |||
Железобетон | |||
Картон облицовочный | |||
Керамзит | |||
Керамзит | |||
Керамзитобетон | |||
Керамзитобетон | |||
Кирпич керамический пустотелый (брутто1000) | |||
Кирпич керамический пустотелый (брутто1400) | |||
Кирпич красный глиняный | |||
Кирпич, силикатный | |||
Линолеум | |||
Минвата | |||
Минвата | |||
Пенобетон | |||
Пенобетон | |||
Пенопласт ПВХ | |||
Пенополистирол | |||
Пенополистирол | |||
Пенополистирол | |||
ПЕНОПОЛИСТИРОЛ ЭКТРУДИРОВАННЫЙ | |||
ПЕНОПОЛИУРЕТАН | |||
ПЕНОПОЛИУРЕТАН | |||
ПЕНОПОЛИУРЕТАН | |||
ПЕНОПОЛИУРЕТАН | |||
Пеностекло | |||
Пеностекло | |||
Песок | |||
ПОЛИМОЧЕВИНА | |||
ПОЛИУРЕТАНОВАЯ МАСТИКА | |||
Полиэтилен | |||
Рубероид, пергамин | |||
Сосна, ель вдоль волокон | |||
Сосна, ель поперек волокон | |||
Фанера клееная |
Таблица паропроницаемости строительных материалов
Согласно СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий", приложение Т, таблица Т1 "Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий" коэффициент паропроницаемость оцинкованного нащельника (мю, (мг/(м*ч*Па)) будет равна:
Вывод: внутренний оцинкованный нащельник (смотрим рисунок 1) в светопрозрачных конструкциях может устанавливаться без пароизоляции.
Для устройства пароизоляционного контура рекомендуется:
Пароизоляция мест крепления оцинкованного листа, это можно обеспечить мастикой
Пароизоляция мест стыковки оцинкованного листа
Пароизоляция мест стыковки элементов (оцинкованный лист и витражный ригель или стойка)
Обеспечить отсутствие паропропускания через крепежные элементы (полые заклепки)
Термины и определения
Паропроницаемость - способность материалов пропускать водяной пар через свою толщину.
Водяной пар - газообразное состояние воды.
Точка росы - точка росы характеризует количество влажности в воздухе (содержания водяного пара в воздухе). Температура точки росы определяется как температура окружающей среды, до которой воздух должен охладится, чтобы содержащийся в нем пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Таблица 1.
Таблица 1 - Точка росы
Паропроницаемость - измеряется количеством водяного пара, проходящим через 1м2 площади, толщиной 1метр, в течении 1 часа, при разности давлений 1 Па. (согласно СНиПа 23-02-2003). Чем ниже паропроницаемость, тем лучше теплоизоляционный материал.
Коэффициент паропроницаемость (DIN 52615) (мю, (мг/(м*ч*Па)) это отношение паропроницаемости слоя воздуха толщиной 1 метр к паропроницаемости материала той же толщины
Паропроницаемость воздуха можно рассмотреть как константу, равную
0,625 (мг/(м*ч*Па)
Сопротивляемость слоя материала зависит от его толщины. Сопротивляемость слоя материала определяется путем деления толщины на коэффициент паропроницаемости. Измеряется в (м2*ч*Па) /мг
Согласно СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий", приложение Т, таблица Т1 "Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий" коэффициент паропроницаемость (мю, (мг/(м*ч*Па)) будет равна:
Сталь стержневая, арматурная (7850кг/м3), коэфф. паропроницаемости мю = 0;
Алюминий (2600) = 0; Медь (8500) = 0; Стекло оконное (2500) = 0; Чугун (7200) = 0;
Железобетон (2500) = 0,03; Раствор цементно-песчаный (1800) = 0,09;
Кирпичная кладка из пустотелого кирпича (керамический пустотный с плотностью 1400кг/м3 на цементном песчаном растворе) (1600) = 0,14;
Кирпичная кладка из пустотелого кирпича (керамический пустотный с плотностью 1300кг/м3 на цементном песчаном растворе) (1400) = 0,16;
Кирпичная кладка из сплошного кирпича (шлакового на цементном песчаном растворе) (1500) = 0,11;
Кирпичная кладка из сплошного кирпича (глиняного обыкновенного на цементном песчаном растворе) (1800) = 0,11;
Плиты из пенополистирола плотностью до 10 - 38 кг/м3 = 0,05;
Рубероид, пергамент, толь (600) = 0,001;
Сосна и ель поперек волокон (500) = 0,06
Сосна и ель вдоль волокон (500) = 0,32
Дуб поперек волокон (700) = 0,05
Дуб вдоль волокон (700) = 0,3
Фанера клееная (600) = 0,02
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736) (1600) = 0,17
Минвата, каменная (25-50 кг/м3) = 0,37; Минвата, каменная (40-60 кг/м3) = 0,35
Минвата, каменная (140-175 кг/м3) = 0,32; Минвата, каменная (180 кг/м3) = 0,3
Гипсокартон 0,075; Бетон 0,03
Статья дана в ознакомительных целях
Паропроницаемость стен – избавляемся от вымыслов.
В данной статье мы постараемся дать ответ на следующие частые вопросы: что такое паропроницаемость и нужна ли пароизоляция при строительстве стен дома из пеноблоков или кирпича. Вот только несколько типичных вопросов, которые задают наши клиенты:
« Среди множества различных ответов на форумах прочитал я о возможности заполнения зазора между кладкой из поризованной керамики и облицовочным керамическим кирпичом обычным кладочным раствором. Не противоречит ли это правилу уменьшения паропроницаемости слоёв от внутренних к наружным, ведь паропроницаемость цементно-песчаного раствора более чем в 1,5 раза ниже, чем у керамики ? »
Или вот еще: « Здравствуйте. Имеется дом из газобетонных блоков, хотелось бы если не облицевать весь, то хотя бы украсить дом клинкерной плиткой, но в некоторых источниках пишут что нельзя прямо на стену - она должна дышать, как быть??? А то вот некоторые дают схему что можно...Вопрос: Как керамическая фасадная клинкерная плитка крепится к пеноблокам ?»
Для правильных ответов на такие вопросы нам необходимо разобраться в понятиях «Паропроницаемость» и «Сопротивление паропереносу».
Итак, паропроницаемость слоя материала - это способность пропускать или задерживать водяной пар в результате разности парциального давления водяного пара при одинаковом атмосферном давлении на обеих сторонах слоя материала, характеризуемая величиной коэффициента паропроницаемости или сопротивлением проницаемости при воздействии водяного пара. Единица измерения µ - расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции мг / (м час Па). Коэффициенты для различных материалов можно посмотреть в таблице в СНИП II-3-79.
Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара – это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз чистый воздух более проницаем для пара, чем какой-либо материал. Сопротивление же диффузии определяют как произведение коэффициента диффузии материала на его толщину в метрах и имеет размерность в метрах. Сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции, определяют по сумме сопротивлений паропроницанию составляющих ее слоев. Но в пункте 6.4. СНИП II-3-79 указано: «Не требуется определять сопротивление паропроницанию следующих ограждающих конструкций: а) однородных (однослойных) наружных стен помещений с сухим или нормальным режимом; б) двухслойных наружных стен помещений с сухим или нормальным режимом, если внутренний слой стены имеет сопротивление паропроницанию более 1,6 м2 ч Па/мг.». Кроме того, в а в том же СНИПе говорится:
«Сопротивление паропроницанию воздушных прослоек в ограждающих конструкциях следует принимать равным нулю независимо от расположения и толщины этих прослоек».
Так что же получается в случае многослойных конструкций? Для исключения накопления влаги в многослойной стене при движении пара изнутри помещения наружу каждый последующий слой должен обладать большей абсолютной паропроницаемостью, чем предыдущий. Именно абсолютной, т.е. суммарной, подсчитанной с учетом толщины определенного слоя. Поэтому говорить однозначно, что газобетон нельзя, к примеру, облицевать клинкерной плиткой, нельзя. В данном случае значение имеет толщина каждого слоя стеновой конструкции. Чем больше толщина, тем меньше абсолютная паропроницаемость. Чем выше значение произведения µ*d, тем менее паропроницаем соответствующий слой материала. Другими словами, для обеспечения паропроницаемости стеновой конструкции произведение µ*d должно увеличиваться от внешних (наружных) слоёв стены к внутренним.
К примеру, облицевать газосиликатные блоки толщиной 200 мм клинкерной плиткой толщиной 14 мм нельзя. При таком соотношении материалов и их толщин способность пропускать пары у отделочного материала будет на 70% меньше, чем у блоков. Если же толщина несущей стены будет 400 мм, а плитки по прежнему 14 мм, то ситуация будет противоположной и способность пропускать пары у плитки будет на 15% больше, чем у блоков.
Для грамотной оценки правильности устройства стеновой конструкции Вам понадобятся значения коэффициентов сопротивления диффузии µ, которые представлены в нижеследующей таблице:
Наименование материала | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/м*К | Коэффициент сопротивления диффузии |
Клинкерный кирпич полнотелый | 2000 | 1,05 | |
Клинкерный кирпич пустотелый (с вертикальными пустотами) | 1800 | 0,79 | |
Керамический кирпич полнотелый, пустотелый и пористый и блоки газосилиткатные. | 0,18 | ||
0,38 | |||
0,41 | |||
1000 | 0,47 | ||
1200 | 0,52 |
Если для фасадной отделки используется керамическая плитка, то проблемы с паропроницаемостью не будет при любом разумном сочетании толщин каждого слоя стены. Коэффициент сопротивления диффузии µ у керамической плитки будет в диапазоне 9-12, что на порядок меньше, чем у клинкерной плитки. Для возникновения проблемы с паропроницаемостью стены облицованной керамической плиткой толщиной 20 мм, толщина несущей стены из газосиликатных блоков плотностью D500 должна быть менее 60 мм, что противоречит СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции" п.7.11 таблица №28, который устанавливает минимальную толщину несущей стены 250 мм.
Аналогичным образом решается вопрос о заполнении зазоров между различными слоями кладочных материалов. Для этого достаточно рассмотреть данную конструкцию стены, чтобы определит сопротивление паропереносу каждого слоя, включая и заполненный промежуток. Действительно, в многослойной конструкции стены каждый последующий слой по направлению из помещения на улицу должен быть более паропроницаем, чем предыдущий. Рассчитаем значение сопротивления диффузии водяного пара для каждого слоя стены. Это значение определяется по формуле: произведение толщины слоя d на коэффициент сопротивления диффузии µ. Например, 1-й слой - керамический блок. Для него выбираем значение коэффициента сопротивления диффузии 5, используя таблицу, приведенную выше. Произведение d х µ = 0,38 х 5= 1,9. 2-й слой - обычный кладочный раствор - имеет коэффициент сопротивления диффузии µ = 100. Произведение d х µ =0,01 х 100 = 1. Таким образом, второй слой - обычный кладочный раствор - имеет значение сопротивления диффузии меньше, чем первый, и не является паробарьером.
Учитывая вышесказанное давайте разберем предполагаемые варианты конструкции стен:
1. Несущая стена из KERAKAM Superthermo c облицовкой пустотелым клинкерным кирпичом FELDHAUS KLINKER.
Для упрощения расчетов примем, что произведение коэффициента сопротивления диффузии µ на толщину слоя материала d равно значению М. Тогда, М супертермо=0,38*6=2,28 метра, а М клинкера(пустотелый, формата NF)=0,115*70=8,05 метра. Поэтому при применении клинкерного кирпича необходим вентиляционный зазор:
