Коэффициент паропроницаемости строительных материалов. Паропроницаемость строительных материалов. Соблюдение основного принципа при возведении стен

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.

за счет теплопроводности материалов ограждающих конструкций (стен, окон, дверей, перекрытий);
через конвекцию — перенос тепла потоками воздуха, проходящими через дом (при движение холодного воздуха снаружи в дом и нагретого обратно, из дома на улицу).

За счет этих двух процессов теряется практически вся энергия, поступающая в дом.

Частные застройщики, как правило, уделяют основное внимание утеплению дома путем снижения теплопроводности ограждающих конструкций. Каждый хорошо знает, что увеличивая толщину и эффективность теплоизоляции стен и перекрытий, можно уменьшить потери тепла.

Утепление дома этим методом широко освещается в статьях и обсуждается на форумах Интернета. Серию статей, посвященных утеплению стен и перекрытий частного дома Вы найдете и в этом блоге, например

Заметно меньше внимания частные застройщики обращают на снижение теплопотерь через конвекцию. Многие не знают, что при перемещении воздуха, из дома может уносится до 40% всей энергии.

Воздух может проникать и покидать дом различными путями.

Различают организованное, контролируемое движение воздуха в доме — это система вентиляции, и неконтролируемые пути — это инфильтрация (поступление) и эксфильтрация (удаление) воздуха через материалы и конструкции.

Вентиляция в теплом доме

Хочу лишь еще раз обратить внимание на то, что застройщики в подавляющем большинстве до сих пор используют простейшую Систему, в которой не предусмотрен организованный приток воздуха, отсутствуют специальные устройства для подачи воздуха в дом, а самое главное — нет возможности контроля и регулирования количества подаваемого и удаляемого из помещений воздуха.

В результате, нередко в доме повышенная влажность воздуха, выпадает конденсат на окнах и в других местах, появляется грибок и плесень. Обычно, это говорит о том, что вентиляция не справляется со своей задачей — удалять, выделяемые в воздух помещения, загрязнения и избыточную влагу. Количество уходящего через вентиляцию воздуха явно недостаточно.

В других домах зимой чаще наоборот, воздух очень сухой с относительной влажностью менее 30% (комфортная влажность 40-60%). Это свидетельствует о том, что через вентиляцию уходит слишком много воздуха. Поступающий в дом морозный сухой воздух не успевает насытиться влагой и сразу уходит в вентканал. А с воздухом уходит и тепло . Получаем дискомфорт микроклимата помещений и потери тепла.

Интересно то, что традиционные для России дома со стенами из бревна или бруса не имеют специальных устройств для вентиляции.

Вентиляция помещений в таких домах происходит за счет неконтролируемой воздухопроницаемости стен, перекрытий и окон, а также в результате перемещения воздуха через дымоход при топке печи.

Многие считают высокую воздухопроницаемость деревянных стен достоинством — стены «дышат». По их мнению в деревянном доме легче дышать, комфортнее микроклимат. Действительно, большая воздухопроницаемость деревянного дома увеличивает воздухообмен в доме, снижает влажность. Но такая вентиляция деревянного дома совершенно неуправляемая. Расплачиваться за этот «комфорт» приходится высокими теплопотерями через конвекцию.

В конструкциях современного деревянного дома все чаще применяют различные способы герметизации — машинное профилирование сопрягаемых поверхностей бревен и брусьев, герметики для межвенцовых швов, паронепроницаемые и ветрозащитные пленки в перекрытиях, герметичные окна. Все чаще стены деревянного дома закрывают утеплителем. В комнатах, как правило, нет печей. Система вентиляции в таких домах просто необходима.

Теплый дом должен иметь более совершенную

Воздухопроницаемость, продуваемость теплого дома

Не организованное и не контролируемое движение воздуха через материалы и конструкции дома, а проще говоря продуваемость оболочки дома, в строительстве характеризуется термином и показателем «воздухопроницаемостью».

Воздухопроницаемость — это количество воздуха, которое проходит через образец материала определенного размера в единицу времени при разности давлений на его противоположных сторонах. Обратная величина, говорящая о способности материала препятствовать движению воздуха, называется сопротивлением воздухопроницанию.

Воздухопроницаемость строительных конструкций определяется воздухопроницаемостью составляющих эту конструкцию материалов и сопряжений между ними. Например, воздухопроницаемость кирпичной стены складывается из воздухопроницаемостей кирпича, раствора и примыкания раствора к кирпичу.

Воздухопроницаемость всего здания, как единого целого, зависит от воздухопроницаемости ограждающих конструкций внешней оболочки дома.

Как воздухопроницаемость влияет на тепловые потери дома? А примерно также, как в одежде. Если пальто продувает, задувает в рукава, поддувает снизу и сверху, то тепло не будет, какой бы толстой не была подкладка. Так, увеличение толщины и эффективности утеплителей в стенах и перекрытиях окажется бесполезным , если не обеспечена минимальная воздухопроницаемость дома.

Кроме того, в зимнее время при истечении изнутри наружу через неплотности ограждения дома теплого воздуха с водяными парами, происходит конденсация и накопление влаги в строительных конструкциях. Влагонакопление ведет к увеличению теплопроводности и снижению долговечности строительных конструкций дома.

Минимальная воздухопроницаемость оболочки здания — необходимое условие для того, чтобы сделать дом теплым. Чем меньше воздухопроницаемость дома — тем лучше. Но обеспечение высокой герметичности конструкций стоит недешево. Поэтому, строительные нормы ограничивают верхний предел воздухопроницаемости зданий на компромиссном уровне — чтобы было не очень дорого и обеспечивался установленный нормами уровень теплопотерь здания.

При проектировании дома воздухопроницаемость отдельных элементов и дома в целом определяют расчетами, добиваясь того, чтобы сопротивление воздухопроницанию укладывалось в установленные нормы.

Измерение воздухопроницаемости частного дома

Аэродверь

По окончании строительства воздухопроницаемость дома можно измерить с помощью устройства Аэродверь , см. рис.

Аэродверь ставится на место входной двери дома. Все вентиляционные отверстия и дымоходы в доме герметично заклеиваются, окна и форточки закрываются.

Вентилятор аэродвери нагнетает воздух в дом до определенного давления и постоянно поддерживает его. При разности давлений наружного и внутреннего воздуха 50 Па . определяют кратность воздухообмена в отапливаемой части дома.

Кратность воздухообмена — это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение 1 часа воздух в помещении полностью заменяется на новый.

В теплом доме кратность воздухообмена при проверке на герметичность должна быть меньше 0,6 ед/час .

Воздухопроницаемость (продуваемость) — одна из основных характеристик качества теплого дома.

Как найти дефекты герметизации наружных стен и других ограждений дома

Если при измерении воздухопроницаемости дома обнаружилось, что кратность воздухообмена выше нормы, то ищут места негерметичности в ограждении дома. Чаще всего это места стыка конструкций из разных материалов, дверные или оконные проемы, места прохода коммуникаций.

Для поиска мест негерметичности в ограждениях дома включают вентилятор аэродвери на откачку воздуха из дома — в доме создают вакуум в 50 кПа. , что соответствует давлению ветра 5 м/сек. С помощью ручного электронного анемометра измеряют скорость движения воздуха вблизи опасных мест подсоса наружного воздуха. Герметизации подлежат все места подсоса, где скорость движения воздуха превышает 2 м/с.

Для поиска мест утечек тепла удобно использовать инфракрасные термографические камеры — тепловизоры. На снимке фасада или других элементов снаружи и внутри дома, сделанном с помощью тепловизора, легко определить места утечек тепла через негерметичные конструкции и через мостики холода.

Как уменьшить воздухопроницаемость ограждающих конструкций дома

Разность давлений, которая служит причиной движения воздуха через конструкции дома, создается во первых, давлением ветра, и, во вторых, обусловлена разностью температур наружного воздуха и воздуха внутри помещений. Холодный — тяжелый уличный воздух вытесняет, выталкивает теплый — легкий воздух из помещений.

Чтобы сделать дом теплым необходимо вокруг отапливаемой части дома создать две оболочки.

Одну оболочку — с высоким сопротивлением теплопередаче, используя в ограждающих конструкциях материалы с низкой теплопроводностью.

Другую — с большим сопротивлением воздухопроницанию. Можно конечно совместить эти свойства и в одной оболочке, если получится.

Для снижения воздухопроницаемости конструкций дома необходимо:

Помните, маленькие струйки тепла через дефекты герметизации легко и незаметно превращаются в реки теплопотерь, которые долгие годы придется Вам оплачивать.

Следующая статья:

Предыдущая статья:

Выберите тип вентиляции для своего дома

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.

Строительные материалы 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.

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.

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.

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?

13. Напишите формулу для определения сопротивления воздухопроницанию окна.

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.