Воздухопроницаемость строительных материалов. Разрушительные действия пара

Рисунок 1 - паропроницаемость оцинкованного нащельника

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 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

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

Сам термин «паропроницаемость» указывает на свойство материалов пропускать или задерживать в своей толще водяной пар. Таблица паропроницаемости материалов носит условный характер, поскольку приведенные расчетные значения уровня влажности и атмосферного воздействия не всегда соответствуют действительности. Точку росы возможно рассчитать согласно среднему значению.

У каждого материала свой процент паропроницаемости

Определение уровня проницаемости пара

В арсенале профессиональных строителей имеются специальные технические средства, которые позволяют с высокой точностью диагностировать проницаемость пара конкретного строительного материала. Чтобы вычислить параметр, применяются следующие средства:

приспособления, делающие возможным безошибочно установить толщину слоя строительного материала;
лабораторная посуда для выполнения исследований;
весы с максимально точными показаниями.

В этом видео вы узнаете о паропроницаемости:

С помощью такого инструментария можно корректно определить искомую характеристику. Так как данные экспериментов заносятся в таблицы паропроницаемости строительных материалов, во время составления плана жилища нет необходимости устанавливать паропроницаемость строительных материалов.

Создание комфортных условий

Для создания в жилище благоприятного микроклимата требуется принимать во внимание особенности используемого строительного сырья. Особый акцент следует сделать на паропроницаемости. Обладая знаниями об этой способности материала, можно корректно подобрать необходимое для строительства жилья сырье. Данные берутся из строительных норм и правил, например:

паропроницаемость бетона: 0,03 мг/(м*ч*Па);
паропроницаемость ДВП, ДСП: 0,12-0,24 мг/(м*ч*Па);
паропроницаемость фанеры: 0,02 мг/(м*ч*Па);
керамического кирпича: 0,14-0,17 мг/(м*ч*Па);
кирпича силикатного: 0,11 мг/(м*ч*Па);
рубероида: 0-0,001 мг/(м*ч*Па).

Образование пара в жилом доме может быть вызвано дыханием человека и животных, приготовлением еды, перепадом температур в ванной комнате и прочими факторами. Отсутствие вытяжной вентиляции также создаёт высокую степень влажности в помещении. В зимний период нередко можно замечать возникновение конденсата на окнах и на холодном трубопроводе. Это наглядный пример появления пара в жилых домах.

Защита материалов при строительстве стен

Стройматериалы с высокой проницаемостью пара не могут в полной мере гарантировать отсутствие образования конденсата внутри стен. Чтобы не допустить скопления воды в глубине стен, следует избегать разности давления одной из составных частей смеси газообразных элементов водяного пара с обеих сторон стройматериала.

Обеспечить защиту от появления жидкости реально, используя ориентированно-стружечные плиты (ОСП), утепляющие материалы, такие как пеноплекс и пароизоляционная плёнка или мембрана, препятствующая просачиванию пара в теплоизоляцию. Одновременно с защитным слоем требуется организовать корректный воздушный зазор для вентиляции.

Если у стенового пирога нет достаточной способности поглощать пар, он не рискует быть разрушенным в результате расширения конденсата от низких температур. Основное требование - это предотвратить скопление влаги внутри стен и предоставить её беспрепятственное передвижение и выветривание.

Немаловажным условием является установка вентиляционной системы с принудительной вытяжкой, которая не даст скапливаться лишней жидкости и пару в помещении. Выполняя требования, можно защитить стены от образования трещин и повысить износоустойчивость жилища в целом.

Расположение термоизолирующих слоев

Для обеспечения лучших эксплуатационных характеристик многослойной конструкции сооружения пользуются следующим правилом: сторона с более высокой температурой обеспечивается материалами с повышенной сопротивляемостью к просачиванию пара с высоким коэффициентом теплопроводности.

Наружный слой должен обладать высокой паропроводимостью. Для нормальной эксплуатации ограждающего сооружения нужно, чтобы индекс внешнего слоя пятикратно превосходил значения внутреннего слоя. При соблюдении этого правила водяные пары, попавшие в теплый пласт стены, без особых усилий покинут его через более ячеистые стройматериалы. Пренебрегая этими условиями, внутренний слой стройматериалов сыреет, и его коэффициент теплопроводности становится выше.

Подбор отделки также играет важную роль на финальных этапах строительных работ. Правильно подобранный состав материала гарантирует ему результативное выведение жидкости во внешнюю среду, поэтому даже при минусовой температуре материал не разрушится.

Индекс проницаемости пара является ключевым показателем при расчете величины поперечного сечения утеплительного слоя. От достоверности произведенных вычислений будет зависеть, насколько качественным получиться утепление всего здания.

Чтобы создать благоприятный микроклимат в помещении, необходимо учитывать свойства строительных материалов. Сегодня мы разберем одно свойство – паропроницаемость материалов .

Паропроницаемостью называется способность материала пропускать пары, содержащиеся в воздухе. Пары воды проникают в материал за счет давления.

Помогут разобраться в вопросе таблицы, которые охватывают практически все материалы, использующиеся для строительства. Изучив данный материал, вы будете знать, как построить теплое и надежное жилище.

Оборудование

Если речь идет о проф. строительстве, то в нем используется специально оборудование для определения паропроницаемости. Таким образом и появилась таблица, которая находится в этой статье.

Сегодня используется следующее оборудование:

Весы с минимальной погрешностью – модель аналитического типа.
Сосуды или чаши для проведения опытов.
Инструменты с высоким уровнем точности для определения толщины слоев строительных материалов.

Разбираемся со свойством

Бытует мнение, что «дышащие стены» полезны для дома и его обитателей. Но все строители задумывают об этом понятии. «Дышащим» называется тот материал, который помимо воздуха пропускает и пар – это и есть водопроницаемость строительных материалов. Высоким показателем паропроницаемости обладают пенобетон, керамзит дерево. Стены из кирпича или бетона тоже обладают этим свойством, но показатель гораздо меньше, чем у керамзита или древесных материалов.

Во время принятия горячего душа или готовки выделяется пар. Из-за этого в доме создается повышенная влажность – исправить положение может вытяжка. Узнать, что пары никуда не уходят можно по конденсату на трубах, а иногда и на окнах. Некоторые строители считают, что если дом построен из кирпича или бетона, то в доме «тяжело» дышится.

На деле же ситуация обстоит лучше – в современном жилище около 95% пара уходит через форточку и вытяжку. И если стены сделаны из «дышащих» строительных материалов, то 5% пара уходят через них. Так что жители домов из бетона или кирпича не особо страдают от этого параметра. Также стены, независимо от материала, не будут пропускать влагу из-за виниловых обоев. Есть у «дышащих» стен и существенный недостаток – в ветреную погоду из жилища уходит тепло.

Таблица поможет вам сравнить материалы и узнать их показатель паропроницаемости:

Чем выше показатель паронипроницаемости, тем больше стена может вместить в себя влаги, а это значит, что у материала низкая морозостойкость. Если вы собираетесь построить стены из пенобетона или газоблока, то вам стоит знать, что производители часто хитрят в описании, где указана паропроницаемость. Свойство указано для сухого материала – в таком состоянии он действительно имеет высокую теплопроводность, но если газоблок намокнет, то показатель увеличится в 5 раз. Но нас интересует другой параметр: жидкость имеет свойство расширяться при замерзании, как результат – стены разрушаются.

Паропроницаемость в многослойной конструкции

Последовательность слоев и тип утеплителя – вот что в первую очередь влияет на паропроницаемость. На схеме ниже вы можете увидеть, что если материал-утеплитель расположен с фасадной стороны, то показатель давление на насыщенность влаги ниже.

Если утеплитель будет находиться с внутренней стороны дома, то между несущей конструкцией и этим строительным будет появляться конденсат. Он отрицательно влияет на весь микроклимат в доме, при этом разрушение строительных материалов происходит заметно быстрее.

Разбираемся с коэффициентом

Коэффициент в этом показатели определяет количество паров, измеряемых в граммах, которые проходят через материалы толщиной 1 метр и слоем в 1м² в течение одного часа. Способность пропускать или задерживать влагу характеризирует сопротивление паропроницаемости, которое в таблице обозначается симвломом «µ».

Простыми словами, коэффициент – это сопротивление строительных материалов, сравнимое с папопроницаемостью воздуха. Разберем простой пример, минеральная вата имеет следующий коэффициент паропроницаемости : µ=1. Это означает, что материал пропускает влагу не хуже воздуха. А если взять газобетон, то у него µ будет равняться 10, то есть его паропроводимость в десять раз хуже, чем у воздуха.

Особенности

С одной стороны паропроницаемость хорошо влияет на микроклимат, а с другой – разрушает материалы, из которых построен дома. К примеру, «вата» отлично пропускает влагу, но в итоге из-за избытка пара на окнах и трубах с холодной водой может образоваться конденсат, о чем говорит и таблица. Из-за этого теряет свои качества утеплитель. Профессионалы рекомендуют устанавливать слой пароизоляции с внешней стороны дома. После этого утеплитель не будет пропускать пар.

Если материал имеет низкий показатель паропроницаемости, то это только плюс, ведь хозяевам не приходится тратиться на изоляционные слои. А избавиться от пара, образовывающегося от готовки и горячей воды, помогут вытяжка и форточка – этого хватит, чтобы поддерживать нормальный микроклимат в доме. В случае, когда дом строится из дерева, не получается обойтись без дополнительной изоляции, при этом для древесных материалов необходим специальный лак.

Таблица, график и схема помогут вам понять принцип действия этого свойства, после чего вы уже сможете определиться с выбором подходящего материала. Также не стоит забывать и про климатические условия за окном, ведь если вы живете в зоне с повышенной влажностью, то про материалы с высоким показателем паропроницаемости стоит вообще забыть.

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.

В основной своей массе являются пористыми телами. Размеры и структура пор у различных материалов неодинакова, поэтому воздухопроницаемость материалов в зависимости от разности давлений проявляется по-разному.

На рис.11 показана качественная картина зависимости воздухопроницаемости G от разности давлений ΔР для строительных материалов, приведенная К.Ф. Фокиным .

Рис.11. Влияние пористости материала на его воздухопроницаемость.1 - материалы с равномерной пористостью (типа пенобетона); 2 - материалы с порами различных размеров (типа засыпок); 3 - маловоздухопроницаемые материалы (типа древесины, цементных растворов), 4 - влажные материалы.

Прямолинейный участок от 0 до точки а на кривой 1 свидетельствует о ламинарном движении воздуха по порам материала с равномерной пористостью при малых значениях разности давлений. Выше этой точки на криволинейном участке происходит турбулентное движение. В материалах с разными размерами пор движение воздуха турбулентно даже при малой разности давлений, что видно из кривизны линии 2. В маловоздухороницаемых материалах, напротив, движение воздуха по порам ламинарно и при довольно больших разностях давлений, поэтому зависимость G от ΔР линейна при любой разности давлений (линия 3). Во влажных материалах (кривая 4) при малых ΔР , меньших определенной минимальной разности давлений ΔР мин , воздухопроницаемость отсутствует, и лишь при превышении этой величины, когда разность давлений окажется достаточной для преодоления сил поверхностного натяжения воды, содержащейся в порах материала, возникает движение воздуха. Чем выше влажность материала, тем больше величина ΔР мин .

При ламинарном движении воздуха в порах материала справедлива зависимость

где G - воздухопроницаемость ограждения или слоя материала, кг/ (м 2. ч);

i - коэффициент воздухопроницаемости материала, кг/ (м. Па. ч);

δ - толщина слоя материала, м.

Коэффициент воздухопроницаемости материала аналогичен коэффициенту теплопроводности и показывает степень воздухопроницаемости материала, численно равную потоку воздуха в кг, проходящему сквозь 1 м 2 площади, перпендикулярной направлению потока, при градиенте давления, равном 1 Па/м.

Величины коэффициента воздухопроницаемости для различных строительных материалов отличаются друг от друга значительно.

Например, для минеральной ваты i ≈ 0,044 кг/ (м. Па. ч), для неавтоклавного пенобетона i ≈ 5,3.10 - 4 кг/ (м. Па. ч), для сплошного бетона i ≈ 5,1.10 - 6 кг/ (м. Па. ч),

При турбулентном движении воздуха в формуле (2.60) следует заменить ΔР на ΔР n . При этом показатель степени n изменяется в пределах 0,5 - 1. Однако на практике формула (2.60) применяется и для турбулентного режима течения воздуха в порах материала.

В современной нормативной литературе не применяется понятия коэффициент воздухопроницаемости. Материалы и конструкции характеризуются сопротивлением воздухопроницанию R и, кг/ (м. ч). при разности давлений по разные стороны?Р о =10 Па, которое при ламинарном движении воздуха находится по формуле:

где G - воздухопроницаемость слоя материала или конструкции, кг/ (м 2. ч).

Сопротивление воздухопроницанию ограждений в своей размерности не содержит размерности потенциала переноса воздуха - давления. Такое положение возникло из-за того, что в нормативных документах делением фактической разности давлений?P на нормативное значение давлений?P o =10 Па, сопротивление воздухопроницанию приводится к разности давлений?P o = 10 Па.

В приведены значения сопротивления воздухопроницанию для слоев некоторых материалов и конструкций.

Для окон, в неплотностях которых движение воздуха происходит при смешанном режиме, сопротивление воздухопроницанию, кг/ (м. ч), определяется из выражения:

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое воздухопроницаемость материала и ограждения?

2. Что такое воздухопроницание?

3. Что такое инфильтрация?

4. Что такое эксфильтрация?

5. Какая количественная характеристика процесса воздухопроницания названа воздухопроницаемостью?

6. Через какие два типа неплотностей осуществляется фильтрация воздуха в ограждениях?

7. Какие три вида фильтрации существует, по терминологии Р.Е. Брилинга?

8. Что является потенциалом воздухопроницания?

9. Какие две природы формируют разность давлений на противоположных сторонах ограждения?

10. Что такое коэффициент воздухопроницаемости материала?

11. Что такое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции?

12. Напишите формулу для определения сопротивления воздухопроницанию при ламинарном движении воздуха через поры материалов конструкции.

13. Напишите формулу для определения сопротивления воздухопроницанию окна.