Низкая паропроницаемость. Паропроницаемые стены, нужны ли они

Понятие «дышащих стен» считается положительной характеристикой материалов, из которых они выполнены. Но мало кто задумывается о причинах, допускающих это дыхание. Материалы, способные пропускать как воздух, так и пар, являются паропроницающими.

Наглядный пример строительных материалов, обладающих высокой проницаемостью пара:

• древесина;
• керамзитовые плиты;
• пенобетон.

Бетонные или кирпичные стены менее проницаемы для пара, чем деревянные или керамзитовые.

Источники пара внутри помещения

Дыхание человека, приготовление пищи, водяной пар из ванной комнаты и многие другие источники пара при отсутствии вытяжного устройства создают высокий уровень влажности внутри помещения. Часто можно наблюдать образование испарины на оконных стеклах в зимнее время, или на холодных водопроводных трубах. Это примеры образования водяного пара внутри дома.

Что такое паропроницаемость

Правила проектирования и строительства дают следующее определение термина: паропроницаемость материалов - это способность пропускать насквозь капельки влаги, содержащиеся в воздухе, вследствие различных величин парциальных давлений пара с противоположных сторон при одинаковых значениях давления воздуха. Еще ее определяют, как плотность парового потока, проходящего сквозь определенную толщину материала.

Таблица, имеющая коэффициент паропроницаемости, составленная для строительных материалов, носит условный характер, т. к. заданные расчетные величины влажности и атмосферных условий не всегда соответствуют реальным условиям. Точка росы может быть рассчитана, на основании приблизительных данных.

Конструкция стен с учетом паропроницаемости

Даже если стены возведены из материала, имеющего высокую паропроницаемость, это не может являться гарантией, что он не превратится в воду в толще стены. Чтобы этого не произошло, нужно защитить материал от разности парциального давления паров изнутри и снаружи. Защита от образования парового конденсата производится при помощи плит ОСБ, утепляющих материалов типа пеноплекса и паронепроницаемых пленок или мембран, недопускающих проникновения пара в утеплитель.

Стены утепляют с тем расчетом, чтобы ближе к наружному краю располагался слой утеплителя, неспособный образовать конденсацию влаги, отодвигающий точку росы (образование воды). Параллельно с защитными слоями в кровельном пироге необходимо обеспечить правильный вентиляционный зазор.

Разрушительные действия пара

Если стеновой пирог имеет слабую способность поглощения пара, ему не грозит разрушение вследствие расширения влаги от мороза. Главное условие - не допустить накапливания влаги в толще стены, а обеспечить свободное ее прохождение и выветривание. Не менее важно устроить принудительную вытяжку лишней влаги и пара из помещения, подключить мощную вентиляционную систему. Соблюдая перечисленные условия, можно уберечь стены от растрескивания, и увеличить срок службы всего дома. Постоянное прохождение влаги сквозь строительные материалы ускоряет их разрушение.

Использование проводящих качеств

Учитывая особенности эксплуатации зданий, применяется следующий принцип утепления: снаружи располагаются наиболее паропроводящие утепляющие материалы. Благодаря такому расположению слоев уменьшается вероятность накапливания воды при снижении температуры на улице. Чтобы стены не намокали изнутри, внутренний слой утепляют материалом, имеющим низкую паропроницаемость, например, толстый слой экструдированного пенополистирола.

С успехом применяется противоположный метод использования паропроводящих эффектов строительных материалов. Он состоит в том, что кирпичную стену покрывают пароизолирующим слоем пеностекла, который прерывает движущийся поток пара из дома на улицу в период низких температур. Кирпич начинает аккумулировать влажность комнат, создавая приятный климат внутри помещения благодаря надежному паровому барьеру.

Соблюдение основного принципа при возведении стен

Стены должны отличаться минимальной способностью проводить пар и тепло, но одновременно быть теплоемкими и теплоустойчивыми. При использовании материала одного вида требуемых эффектов достичь невозможно. Внешняя стеновая часть обязана задерживать холодные массы и не допускать их воздействия на внутренние теплоемкие материалы, которые сохраняют комфортный тепловой режим внутри помещения.

Для внутреннего слоя идеально подходит армированный бетон, его теплоемкость, плотность и прочность имеют максимальные показатели. Бетон успешно сглаживает разность ночных и дневных температурных перепадов.

При проведении строительных работ составляют стеновые пироги с учетом основного принципа: паропроницаемость каждого слоя должна повышаться в направлении от внутренних слоев к наружным.

Правила расположения пароизолирующих слоев

Чтобы обеспечить лучшие эксплуатационные характеристики многослойных конструкций сооружений, применяется правило: со стороны, имеющей более высокую температуру, располагают материалы с увеличенной устойчивостью к проникновению пара с повышенной теплопроводностью. Слои, расположенные снаружи, должны иметь высокую паропроводимость. Для нормального функционирования ограждающей конструкции необходимо, чтобы коэффициент наружного слоя в пять раз превышал показатель слоя, расположенного внутри.

При выполнении этого правила водяным парам, попавшим в теплый слой стены, не составит труда с ускорением выйти наружу через более пористые материалы.

При несоблюдении этого условия внутренние слои строительных материалов замокают и становятся более теплопроводными.

Знакомство с таблицей паропроницаемости материалов

При проектировании дома, учитываются характеристики строительного сырья. В Своде правил содержится таблица с информацией о том, какой коэффициент паропроницаемости имеют строительные материалы при условиях нормального атмосферного давления и среднего значения температуры воздуха.

Материал	Коэффициент паропроницаемости мг/(м·ч·Па)
экструдированный пенополистирол
пенополиуретан
минеральная вата
железобетон, бетон
сосна или ель
керамзит
пенобетон, газобетон
гранит, мрамор
гипсокартон
дсп, осп, двп
пеностекло
рубероид
полиэтилен
линолеум

Таблица опровергает ошибочные представления о дышащих стенах. Количество пара, выходящего через стены, ничтожно мало. Основной пар выносится с потоками воздуха при проветривании или с помощью вентиляции.

Важное значение таблицы паропроницаемости материалов

Коэффициент паропроницаемости является важным параметром, который используется для расчета толщины слоя утеплительных материалов. От правильности полученных результатов зависит качество утепления всей конструкции.

Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Вот и дождался. Не знаю как Вы, а я давно хотел поэкспериментировать. А то всё теория да теория. На мои вопросы она не отвечала. Имею ввиду теплотехнический расчет по ДБН. И вот собрал я образцы и решил с ними поэкспериментировать. Мне интересно, как поведет себя материал при воздействии на него паром.

Вооружился чем мог. Двумя пароварками, кастрюлями с аккумуляторами холода, секундомером и пирометром. Ах, да... Еще ведром с водой для четвертого опыта с погружением образцов. И погнал... 🙂

Результаты эксперимента на паропроницаемость и инерционность, я свел в таблицу.

Вообще опыт пошел не так. Несмотря на разную теплопроводность материалов, температура поверхности образцов в первом опыте с пароизолирующим слоем практически не отличалась. Я подозреваю что пар с пароварки, который вырывался наружу, нагревал и поверхность образцов. Как только я обдувал образцы, температура падала на 1-2 градуса. Хотя в принципе, динамика роста температуры сохранялась. А меня это интересовало больше, ведь сами условия проведения опыта далеки от реальных.

Что меня удивило. Это Бетоль. Второй опыт без пароизоляции. Не стоит считать такое поведение утеплителя недостатком. В моём опыте сам Бетоль был представителем паропроницаемых утеплителей. Думаю минераловатные утеплители повели-бы себя так-же, но с более быстрой динамикой.

Опыт очень показателен. Резкий рост температуры (большие теплопотери) из-за паропроницаемости и последующее охлаждение материала при начале испарения воды с поверхности. Утеплитель прогрелся на столько, что это позволило ему выводить наружу воду в парообразном состоянии и таким образом себя охлаждать.

Газоблок 420 кг/м3. Он меня разочаровал. Нет! Не в плане качества! Просто он явно показал что эгоист! 🙂 С ним лучше не проектировать многослойные стены. Из-за более высокой паропропускной способности, он хуже удерживал теплый пар, чем плотный пеноблок. Это говорит о том, что в случае применения этого материала, весь температурно-влажностный удар примет паропроницаемый утеплитель. В общем, берите газоблок поплотней, потолще, а на внутренние стены клейте материалы с низкой паропроницаемостью (виниловые обои, пластиковая вагонка, масляная покраска и тд)...

А как вам пеноблок с высокой плотностью (представитель инерционных материалов)? Ну разве это не прелесть? Ведь он нам четко показал, как ведет себя инерционный материал при накоплении тепла. Хочу отметить, что снимая его с пароварки мне было горячо. Его температура была явно выше Бетоля и Газоблока. За то-же время воздействия он смог аккумулировать больше тепла, что привело и к более высокой температуре материала на 2-3 градуса.

Анализируя таблицу я получил много ответов и еще больше убедился в том, что в нашем климате надо строить инерционные дома и Вы точно сэкономите на отоплении...

С Уважением, Александр Терехов.

Экструдированный или экструзионный пенополистирол (ЭПС, ЭППС, XPS), стиропор (ПСВ / EPS) и пенопласт (ПСБ-С, пенополистирол, стиропор) широко применяются в России в качестве теплоизоляционного материала (утепителя). К сожалению, производители зачастую умалчивают о том, что из-за отсутствия паропроницаемости данные материал могут приводить к появлению грибков и плесени. Особенно это касается не паропроницаемого экструзионного пенопполистирола, которым по этой причине утеплять кирпичные и бетонные стены не рекомендуется.

Но недавно мне попался на глаза премиальный коттеджный поселок под Питером, в котором применялись импортные материалы, в том числе бельгийский кирпич и утеплитель пенополистирол Neopor. Я был шокирован тем, что такие дома назвали экодомами. Пассивный дом при применении 400 мм кирпичной кладки, а также 350 мм утеплителя Neopor (Неопор) на стенах, 300 мм экструзионного пенополистирола под фундаментной плитой, 400 мм утеплителя Neopor (Неопор) на плитах перекрытия в разбежку - это конечно отлично. Тем более, что германскому стандарту Passive House в России соответствует очень небольшое количество домов. Но экодом...

К тому же, странным казался выбор именно пенополистирола, пусть и от германского производителя BASF, в качестве утеплителя. Возможно, что это стремление сделать все по западной кальке и из западных материалов. Но мне гораздо более разумным кажется применение в из кирпича (пеностекольной крошки) или .

Оказалось, что Neopor (Неопор) - это новое поколение расширяющегося пенополистирола (EPS) от BASF. В русскоязычных брошюрах "Изоляция стен Neopor (BASF)" и "Neopor. Расширяющийся полистирол (EPS). Инновационная изоляция ИИ.", к сожалению, информация о паропрозрачности данного материала отсутствует полностью. Весь упор на черные гранулы графита, которые позволяют уменьшить толщину утеплителя процентов на 15, при этом сохраняя коэффициент теплопроводности.

Информация про Neopor на сайте BASF на русском языке вообще скудная. А вот на английском можно найти уже более интересные вещи. Например, следующее:

Water and Neopor are good friends.

Neopor Rigid Thermal Insulation is a closed- cell foam, but not all closed-cell foams are created equally. Neopor Rigid Thermal has a Class III Vapor Permeability rating of between 2.5 and 5.5 depending on thickness and density. This means walls constructed with Neopor as Continuous Insulation can more easily transport water vapor, reducing the likelihood of mold, mildew and structural damage. And, Neopor Rigid Thermal Insulation has low water absorption relative to traditional insulation materials.

Попробую перевести:

Вода и Neopor (Неопор) - хорошие друзья.

Твердая теплоизоляция Neopor - это пена с закрытыми ячейками, но не все закрытые ячейки сделаны одинаково. Neopor Rigid Thermal имеет 3 класс паропроницаемости в диапазоне от 2.5 до 5.5, в зависимости от толщины и плотности. Это означает, что стены, построенные с применением Neopor в качестве непрерывной изоляции могут легко переносить пар, уменьшая вероятность возникновения плесени, ложной мучнистой росы, а также структурного повреждения. Твердая теплоизоляция Neopor имеет меньшее абсорбирование воды, по сравнению с традиционным изоляционными материалами.

В российских источниках мне встретилась информация от том, что паропроницаемость Неопора составляет не менее 0,05 мг / (м.ч.Па). Но не уверен, что этим данным можно доверять. У бетона паропроницаемость меньше. А вот у кирпича уже больше, причем сильно различается от того, какой именно кирпич. Так что все правильно указано про снижении вероятности возникновения грибков и плесени. Если уж и использовать экструдированный пенополистирол, стиропор или пенопласт для утепления каменных стен, то именно подобный паропроницаемый (т.е. экструзионный пенополистирол сразу отпадает). Хотя у экологически чистых, негорючих и долговечных - пеностекольной крошки и вермикулита - даже с паропроницаемостью все намного лучше. В любом случае помимо экологичности обращайте внимание на то, чтобы долговечность утеплителя соответствовала долговечности стен дома, а паропроницаемость утеплителя была на уровне паропроницаемости стен или выше.

Безусловно проблему с утеплителями, которые не выводят пар можно решать при помощи принудительной вентиляции, а также при помощи внутренней отделки, блокирующей прохождение пара. Но стоит ли так делать, решать вам. Тем более, что при такой борьбе с причиной всегда остается шанс, что что-то пойдет не так, в том числе из-за ошибки отделочников или поломки оборудования.

В общем, будьте осторожны, когда читаете маркетинговые буклеты, даже если это премиальный сегмент. Красивые картинки и импортные материалы - это еще не гарантия качества и экологичности. Безусловно за 60 миллионов рублей в случае с Райт Парк коттедж получается с очень интересными решениями и качественными материалами. Но мне я бы за такие деньги все равно избегал решений, подобных данному от компании ООО "Актив Хаус".

В прошлый раз мы определили . Сегодня мы проведем сравнение утеплителей. Таблицу с общими характеристиками вы можете найти в итогах статьи. Мы выбрали самые популярные материалы, среди которых минвата, ППУ, пеноизол, пенопласт и эковата. Как видите, это универсальные утеплители с широким спектром применения.

Сравнение теплопроводности утеплителей

Чем выше теплопроводность, тем хуже материал работает как утеплитель.

Мы начинаем сравнение утеплителей по теплопроводности неспроста, так как это, несомненно, самая важная характеристика. Она показывает, сколько тепла пропускает материал не за определенный промежуток времени, а постоянно. Теплопроводность выражается коэффициентом и исчисляется в ваттах на метр квадратный. Например, коэффициент 0,05 Вт/м*К указывает, что на квадратном метре постоянные теплопотери составляют 0,05 Ватта. Чем выше коэффициент, тем лучше материал проводит тепло, соответственно, как утеплитель он работает хуже.

Ниже представлена таблица сравнения популярных утеплителей по теплопроводности:

Изучив вышеуказанные виды утеплителей и их характеристики можно сделать вывод, что при равной толщине самая эффективная теплоизоляция среди всех – это жидкий двухкомпонентный пенополиуретан (ППУ).

Толщина теплоизоляции имеет архиважное значение, она должна рассчитываться для каждого случая индивидуально. На результат влияет регион, материал и толщина стен, наличие воздушных буферных зон.

Сравнительные характеристики утеплителей показывают, что на теплопроводность влияет плотность материала, особенно для минеральной ваты. Чем выше плотность, тем меньше воздуха в структуре утеплителя. Как известно, воздух имеет низкий коэффициент теплопроводности, который составляет менее 0,022 Вт/м*К. Исходя из этого, при увеличении плотности растет и коэффициент теплопроводности, что негативно отражается на способности материала удерживать тепло.

Сравнение паропроницаемости утеплителей

Высокая паропроницаемость=отсутствие конденсата.

Паропроницаемость – это способность материала пропускать воздух, а вместе с ним и пар. То есть теплоизоляция может дышать. На этой характеристике утеплителей для дома последнее время производители акцентируют много внимания. На самом деле высокая паропроницаемость нужна только при . Во всех остальных случаях данный критерий не является категорически важным.

Характеристики утеплителей по паропроницаемости, таблица:

Сравнение утеплителей для стен показало, что самой высокой степенью паропроницаемости обладают натуральные материалы, в то время как у полимерных утеплителей коэффициент крайне низок. Это свидетельствует о том, что такие материалы как ППУ и пенопласт обладают способностью задерживать пар, то есть выполняют . Пеноизол – это тоже своего рода полимер, который изготавливается из смол. Его отличие от ППУ и пенопласта заключается в структуре ячеек, которые открытие. Иными словами, это материал с открытоячеистой структурой. Способность теплоизоляции пропускать пар тесно связан со следующей характеристикой – поглощение влаги.

Обзор гигроскопичности теплоизоляции

Высокая гигроскопичность — это недостаток, который нужно устранять.

Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу, измеряется в процентах от собственного веса утеплителя. Гигроскопичность можно назвать слабой стороной теплоизоляции и чем выше это значение, тем серьезнее потребуются меры для ее нейтрализации. Дело в том, что вода, попадая в структуру материала, снижает эффективность утеплителя. Сравнение гигроскопичности самых распространенных теплоизоляционных материалов в гражданской строительстве:

Сравнение гигроскопичности утеплителей для дома показало высокое влагопоглощение пеноизола, при этом данная теплоизоляция обладает способностью распределять и выводить влагу. Благодаря этому, даже намокнув на 30%, коэффициент теплопроводности не уменьшается. Несмотря на то, что у минеральной ваты процент поглощения влаги низкий, она особенно нуждается в защите. Напитав воды, она удерживает ее, не давая выходить наружу. При этом способность предотвращать теплопотери катастрофически снижается.

Чтобы исключить попадание влаги в минвату используют пароизоляционные пленки и диффузионные мембраны. В основном полимеры устойчивы к длительному воздействию влаги, за исключением обычного пенополистирола, он быстро разрушается. В любом случае вода ни одному теплоизоляционному материалу на пользу не пошла, поэтому крайне важно исключить или минимизировать их контакт.

Монтаж и эффективность в эксплуатации

Монтаж ППУ — быстро и легко.

Сравнение характеристик утеплителей должно осуществляться с учетом монтажа, ведь это тоже важно. Легче всего работать с жидкой теплоизоляцией, такой как ППУ и пеноизол, но для этого требуется специальное оборудование. Также не составляет труда укладка эковаты (целлюлозы) на горизонтальные поверхности, например, при или чердачного перекрытия. Для напыления эковаты на стены мокрым методом также нужны специальные приспособления.

Пенопласт укладывается как по обрешетке, так и сразу на рабочую поверхность. В принципе, это касается и плит из каменной ваты. Причем укладывать плитные утеплители можно и на вертикальные, и на горизонтальные поверхности (под стяжку в том числе). Мягкую стекловату в рулонах укладывают только по обрешетке.

В процессе эксплуатации теплоизоляционный слой может претерпевать некоторых нежелательных изменений:

• напитать влагу;
• дать усадку;
• стать домом для мышей;
• разрушиться от воздействия ИК лучей, воды, растворителей и прочее.

Кроме всего вышеуказанного, важное значение имеет пожаробезопасность теплоизоляции. Сравнение утеплителей, таблица группы горючести:

Итоги

Сегодня мы провели обзор утеплителей для дома, которые используются чаще всего. По результатам сравнения разных характеристик мы получили данные касательно теплопроводности, паропроницаемости, гигроскопичности и степени горючести каждого из утеплителей. Все эти данные можно объединить в одну общую таблицу:

Наименование материала	Теплопроводность, Вт/м*К	Паропроницаемость, мг/м*ч*Па	Влагопоглощение, %	Группа горючести
Минвата	0,037-0,048	0,49-0,6	1,5	НГ
Пенопласт	0,036-0,041	0,03	3	Г1-Г4
ППУ	0,023-0,035	0,02	2	Г2
Пеноизол	0,028-0,034	0,21-0,24	18	Г1
Эковата	0,032-0,041	0,3	1	Г2

Помимо этих характеристик, мы определили, что легче всего работать с жидкими утеплителями и эковатой. ППУ, пеноизол и эковата (монтаж мокрым методом) просто напыляются на рабочую поверхность. Сухая эковата засыпается вручную.

В отечественных нормах сопротивление паропроницаемости (сопротивление паропроницанию Rп, м2. ч. Па/мг ) нормируется в главе 6 "Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций" СНиП II-3-79 (1998) "Строительная теплотехника".

Международные стандарты паропроницаемости строительных материалов приводятся в стандартах ISO TC 163/SC 2 и ISO/FDIS 10456:2007(E) - 2007 год.

Показатели коэффициента сопротивления паропроницанию определяются на основании международного стандарта ISO 12572 "Теплотехнические свойства строительных материалов и изделий - Определение паропроницаемости". Показатели паропроницаемости для международных норм ISO определялись лабораторным способом на выдержанных во времени (не только что выпущенных) образцах строительных материалов. Паропроницаемость определялась для строительных материалов в сухом и влажном состоянии.
В отечественном СНиП приводятся лишь расчетные данные паропроницаемости при массовом отношении влаги в материале w, %, равном нулю.
Поэтому для выбора строительных материалов по паропроницаемости при дачном строительстве лучше ориентироваться на международные стандарты ISO , котрые определяют паропроницаемость "сухих" строительных материалов при влажности менее 70% и "влажных" строительных материалов при влажности более 70%. Помните, что при оставлении "пирогов" паропроницаемых стен, паропроницаемость материалов изнутри-кнаружи не должна уменьшаться, иначе постепенно произойдет "замокание" внутренних слоев строительных материалов и значительно увеличится их теплопроводность.

Паропроницаемость материалов изнутри кнаружи отапливаемого дома должна уменьшаться: СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий, п.8.8: Для обеспечения лучших эксплуатационных характеристик в многослойных конструкциях зданий с теплой стороны следует располагать слои большей теплопроводности и с большим сопротивлением паропроницанию, чем наружные слои. По данным Т.Роджерс (Роджерс Т.С. Проектирование тепловой защиты зданий. / Пер. с англ. - м.: си, 1966) Отдельные слои в многослойных ограждениях следует располагать в такой последовательности, чтобы паропроницаемость каждого слоя нарастала от внутренней поверхности к наружной. При таком расположении слоев водяной пар, попавший в ограждение через внутреннюю поверхность с возрастающей легкостью, будет проходить через все спои ограждения и удаляться из ограждения с наружной поверхности. Ограждающая конструкция будет нормально функционировать, если при соблюдении сформулированного принципа, паропроницаемость наружного слоя, как минимум, в 5 раз будет превышать паропроницаемость внутреннего слоя.

Механизм паропроницаемости строительных материалов:

При низкой относительной влажности влага из атмосферы в виде отдельных молекул водяного пара. При повышении относительной влажности поры строительных материалов начинают заполняться жидкостью и начинают работать механизмы смачивания и капиллярного подсоса. При повышении влажности строительного материала его паропроницаемость увеличивается (снижается коэффициент сопротивления паропроницаемости).

Показатели паропроницаемости "сухих" строительных материалов по ISO/FDIS 10456:2007(E) применимы для внутренних конструкций отапливаемых зданий. Показатели паропроницаемости "влажных" строительных материалов применимы для всех наружных конструкций и внутрених конструкций неотапливаемых зданий или дачных домов с переменным (временным) режимом отопления.