Коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции

Таблица паропроницаемости материалов

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:

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

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.

Коэффициент паропроницаемости
мг/(м·ч·Па)

Паропроницаемость строительных материалов

Паропроницаемость строительных материалов по отечественным строительным нормам и международным стандартам.

Паропроницаемость строительного материала — это способность слоя материала пропускать водяной пар в результате разности парциального давления водяного пара при одинаковом атмосферном давлении на обеих сторонах слоя строительного материала. Эта способность задерживать или пропускать водяной пар характеризуется величиной коэффициента паропроницаемости или сопротивления паропроницаемости: µ

Значение µ («мю») коэффициента паропроницаемости строительного материала является относительным значением сопротивления материала паропереносу по сравнению со свойствами сопротивления паропереносу воздуха. Например, значение µ = 1 для минеральной ваты означает, что она проводит водяной пар точно также хорошо, как и воздух. А значение µ = 10 для газобетона означает, что этот строительный материал проводит пар в 10 раз хуже воздуха. Значение µ умноженное на толщину в метрах дает эквивалентную по паропроницаемости толщину воздуха Sd (м).

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 транспортируется через поры строительных материалов 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).

Что такое паропроницаемость? Cамая загадочная характеристика

Паропроницаемость действительно остается одной из самых загадочных характеристик. Про неё вспоминают, когда хотят принизить свойства какого-то материала или, наоборот, преувеличить.

Коэффициент паропроницаемости отражает способность материалов оказывать сопротивление водяному пару. Для понимания этого процесса важно вспомнить о давлении газов.

Почему сначала о давлении?

Давление газов — это один из ключевых параметров, ведь пар — это именно газ (вода в газообразном состоянии).

Проще всего представить дом в виде чайника, внутри, которого кипит вода. Нагреваясь, молекулы разгоняются, они бьют о стенки чайника, создавая давление. Давление отдельного компонента в смеси газов, например пара, называется парциальным.

Стенки чайника не обладают паропроницаемостью, т.е. газ бессильно мечется внутри и не может выйти наружу. К счастью, у чайника есть носик с отверстием. В комнате за пределами чайника тоже есть пар, но температура там ниже, а потому парциальное давление тоже ниже.

Газ не любит присутствовать там, где давление высоко, поэтому он стремится покинуть область высокого парциального давления. Диффузия молекул будет происходить до тех пор, пока давление не придет в равновесие. Этот процесс мы видим в виде струи пара, которая вырывается через носик чайника. Чем больше разница парциальных давлений, тем быстрее газ будет покидать область высокого давления.

Основное отличие нашего дома от чайника заключается в том, что стены обладает той самой паропроницаемостью. Даже если они изготовлены из самого непроницаемого материала, например, бетона, пар все равно будет проходить, хоть и в небольших количествах.

Что не понимают про паропроницаемость?

Коэффициент паропроницаемости, который указывают в характеристиках материалов, — это относительная величина по сравнению с воздухом. У воздуха коэффициент 1, а у минваты 0,5. Это значит, что она пропускает пар в два раза хуже воздуха.

Если представить газ в виде витязя на распутье: на право пойдешь — в вентиляцию попадешь (с коэффициентом 1), налево — в стену из газоблоков (с коэффициентом 0,2), то для пара выбора бы даже не будет стоять. Большая часть газа направилтся туда, где сопротивление минимально, т.е. в вентиляцию. Именно поэтому тезис о важности «дыхания» стен у многих специалистов часто вызывает улыбку. В данном случае вентиляция работает, как носик чайника.

Через стены помещение покидает до 2-3% пара, остальная часть выходит через вентиляционную систему и технологические зазоры.

Как на самом деле происходит «дыхание» стен?

«Дыхание» стен — порождение рекламы, мифы, связанные с ним, мы разбирали в другой статье на канале (ссылка в конце статьи). Не будем грубо переносить принципы функционирования дыхательной системы человека на здание, как это часто делают в интернете. Лучше рассмотрим, как на самом деле пар проходит сквозь стены. При этом помним о примере с чайником.

На улице зима и холодно, а значит парциальное давление ниже, чем в доме. Внутри дома тепло, мы постоянно что-то готовим, принимаем душ и дышим, выделяя пар. Газ стремится покинуть помещение через места с наименьшим сопротивлением, т. е. через вентиляцию. Если стены пористые (деревянные, газобетонные), то небольшая часть пара выходит через них.

Происходит диффузия пара через стену и утеплитель, влага движется от теплого участка к более холодным. В каком-то месте пар конденсируется в воду, это место называется точкой росы. Расположение точки росы зависит от температуры и влажности.

Что происходит с утеплителем?

Тут многое зависит от толщины утеплителя. Если утеплитель толстый, то точка росы отодвигается. Если паропроницаемость теплоизоляции высокая, то конденсация произойдет внутри утеплителя. Для таких материалов, как минеральная вата, это очень нежелательно.

Если утеплитель имеет низкую паропроницаемость (пенополистирол (ППС и ЭППС) и небольшую толщину, то влага конденсируется на границе стены и теплоизолятора, что может разрушить стеновой материал. Если же толщина утеплителя достаточная, то область конденсации будет находиться в теплоизоляционном материале.

Надо отметить, что утеплителей с нулевой паропроницаемостью практически не встречается. Полностью не пропускает газ металл, поэтому из него делают газовые баллоны.

Полезна ли паропроницаемость для стен?

Присутствие определенного количество влаги внутри стены не является проблемой, опасно накопление воды внутри стены. Для этого при расчете теплового контура точку росы выносят на утеплитель, если это не сказывается на его свойствах. Некоторые стены закрывают слоем пароизоляции.

Обеспечивает ли паропроницаемость воздухообмен?

Паропроницаемость отвечает только за пар, она не заменяет собой нормальную вентиляционную систему.

Почему же тогда в деревянном доме «дышится так легко»?

Типичный аргумент в защиту тезиса о «дыхании» стен звучит так: «Если дыхания стен нет, то почему в «бетонной коробке» задохнуться можно, а в деревянном доме дышится так легко».Это утверждение — следствие травмы наших соотечественников от проживания в панельных домах. После этого человек, попадая в деревянный дом, сразу чувствует разницу. Единственное объяснение — деревянные стены «дышат».

На самом деле в наших многоквартирных панельных домах вентиляция оставляет желать лучшего, она просто не справляется с большой плотностью людей. В деревянном доме человек сразу чувствует разницу из-за большого количество технологических зазоров, которые появляются в результате усадки. Воздухообмен в таком доме происходит не через сам материал, а через технологические зазоры.

Таким образом, паропроницемость важна не в качестве показателя «дыхания» стен, а как сравнительная характеристика, которая позволяет проектировщику правильно рассчитать конструкцию стены.

Паропроницаемость строительных материалов

Паропроницаемость и теплопроводность строительных материалов является одним из важнейших факторов для получения комфортных условий проживания или труда человека. В таблице собраны коэффициенты теплопроводности и паропроницаемости всех популярных строительных материалов.

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.

Наименование
материала, плотность γп,
кг/м3

Что такое паропроницаемость

Движение пара через стену происходит при разности парциального давления по сторонам стены (различная влажность). При этом разности атмосферного давления может и не быть.

Паропроницаемость — способность материла пропускать через себя пар. По отечественной классификации определяется коэффициентом паропроницаемости m, мг/(м*час*Па).

Сопротивляемость слоя материала будет зависеть от его толщины.
Определяется путем деления толщины на коэффициент паропроницаемости. Измеряется в (м кв.*час*Па)/мг.

Например, коэффициент паропроницаемости кирпичной кладки принят как 0,11 мг/(м*час*Па). При толщине кирпичной стены равной 0,36 м, ее сопротивление движению пара составит 0,36/0,11=3,3 (м кв.*час*Па)/мг.

На что влияет паропроницаемость материалов

Важнейшим фактором комфортности дома для проживания является хороший микроклимат в помещениях. За его поддержание отвечает способность стен «дышать» — то есть сохранять влажностный режим воздуха, при необходимости поглощая или выделяя влагу в комнатах. А эта способность, в свою очередь, как раз и определяется паропроницаемостью материала, из которого сделаны стены.

При проживании в доме в зимний период важное значение для влажностного режима приобретает разница наружной и внутренней температуры. Водяные пары, выходя из помещения сквозь материалы стен, могут конденсироваться внутри стены, если паропроницаемость наружных слоев будет меньше, чем внутренних.

Задержка излишней влаги на внутренней поверхности или в толще стены может приводить к образованию плесени, которая не только портит внешний вид, но и наносит вред здоровью проживающих в доме людей. Кроме того, излишняя влажность повышает вероятность разрушения строительных конструкций.

При достаточно высоком содержании влаги в материале снижается его морозоустойчивость, так как при понижении температуры вода замерзает, образующийся лед распирает микропоры и растрескивает стены. Поэтому при строительстве домов из паропроницаемых материалов необходимо дополнительно принимать меры для защиты конструкций от промерзания.