Увлажнение многослойных паропроницаемых стен

В настоящее время в банях уже редко встречаются однослойные (то есть выполненные из одного материала) стены (бревенчатые, брусовые, кирпичные, пенобетонные). Чаще всего причиной многослойности стен является применение утеплителей. Ввиду великого множества возможных вариантов, рассмотрим лишь два наиболее простых и часто встречающихся случая двухслойной стены, состоящей из слоя теплоизолирующего  («тёплого») материала и из слоя хорошо проводящего тепло («холодного») материала (рис. 27). В качестве «холодного» материала примем древесину (брус) с коэффициентом теплопроводности 0,15 Вт/м град и коэффициентом паропроницаемости 0,06 мг/м час Па. В роли «тёплого» материала будет выступать паропроницаемая плита из минваты с коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/м град и коэффициентом паропроницаемости 0,6 мг/м час Па, а также плохопаропроницаемая плита из пенопласта (пенополистирола ПСБ) с коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/м град и коэффициентом паропроницаемости 0,06 мг/м час Па (близким к паропроницаемости древесины). Конвективную составляющую паропереноса учитывать не будем, предполагая, что предусмотрена ветрозащита из воздухонепроницаемых (но хорошо проводящих тепло и пар) мембран по обеим сторонам стены. Для определённости примем перепад температуры на стенах бани равным 100 °С, при этом температура внешней (наружной) стороны стены составляет минус 20 °С, а внутренней стороны стены плюс 80 °С. Толщины слоев древесины и утеплителя примем равными, при этом качественные результаты анализа процессов конденсации не будут зависеть от толщины слоев, хотя чем толще слои, тем меньше кондуктивные потери тепла (то есть потоки тепла за счёт теплопроводности). Так, при толщине слоев древесины и утеплителя по 5 см (общая толщина стены 10 см) тепловые потери через стены составят 75 Вт/м², в то время как деревянной стене толщиной 10 см соответствовали бы потери в этих условиях 150 Вт/м², а толщине стены 10 см полностью из утеплителя — 50 Вт/м².

Из рисунка 27 следует, что конденсация водяных паров во всех случаях начинается именно внутри утеплителя. Это удивительный и очень важный факт, он имеет место и в случае жилых помещений (рис. 28).

Численный анализ возможности конденсации в двухслойной паропроницаемой стене бани
Рис. 27. Численный анализ возможности конденсации в двухслойной паропроницаемой стене бани. Обозначения те же, что и на рисунке 23. Принято, что внутри бани реализуется хомотермальный режим с абсолютной влажностью воздуха 0,05 кг/м³. Вне бани относительная влажность составляет 100%
Численный анализ возможности конденсации в двухслойной паропроницаемой стене жилого помещения (а также предбанника, раздевалки бани)
Рис. 28. Численный анализ возможности конденсации в двухслойной паропроницаемой стене жилого помещения (а также предбанника, раздевалки бани). Обозначения те же, что и на рисунке 23. Принято, что на внутренней стороне стены воздух имеет температуру 20 °С и относительную влажность 60%.

Если древесина расположена изнутри, то в рассматривающихся случаях она всегда остаётся сухой, при этом пароизоляция внутренней стороны стены не требуется. Но если пенопласт будет паронепроницаемым (например, экструзионной марки), то зимой в морозы можно ожидать увлажнения стыка древесины с пенопластом., и пароизоляция внутренней стороны стены станет необходимой (даже несмотря на полную ветронепродуваемость стены).

Если древесина расположена снаружи, то увлажнение особенно неприятно, поскольку оно начинается именно внутри утеплителя и распространяется на всю древесину. Напомним, что пароизоляцию во встроенных банях используют не только для защиты утеплителя, но и для защиты от увлажнения всего жилого дома.

Конденсация наступает в точках росы, указанных на рисунках 27 и 28 чёрными каплями. Конденсация резко снижает абсолютную влажность внутри стены, распределение которой    приобретает вид dдиф* одинаковый для минваты и пенопласта). При этом диффузионный поток пара внутри утеплителя резко увеличивается (из-за увеличения перепадов абсолютных влажностей) и составит очень большую величину 80 г/м² час для минваты и 8 г/м² час для пенопласта, в то время как внутри древесины он составит всего 0,4 г/м² час (и для минваты, и для пенопласта). Это значит, что конденсат со скоростью 80 г/м² час будет выделяться именно на внешней стороне утеплителя (на границе древесины и утеплителя).

Древесина, являясь «холодным» материалом, как бы захолаживает утеплитель и заставляет его буквально «засасывать» пар и конденсирует его. Так, перенос минваты с внешней стороны деревянной стены на внутреннюю повышает «засасываемость» пара стеной чуть ли не в десять раз. Всё это свидетельствует о том, что утеплитель, располагаемый на внутренней стороне стены, необходимо пароизолировать в обязательном порядке, а зазор между древесиной и утеплителем оснащать продухами для просушки в аварийных ситуациях. Иными словами, утеплитель, располагаемый на внутренней стороне стены, желательно выбирать паронепроницаемым. К сожалению весьма дорогостоящие, но всё же, в какой-то степени доступные рядовому дачнику паронепроницаемые утеплители (экструзионный пенополистирол и пенополиэтилен) имеют низкие рабочие температуры (менее 70°С, кратковременно до 100°С). Но в скором будущем ситуация может измениться ввиду расширения выпуска и снижения стоимости пеностекла (Foamglas), термостойкой пенорезины (Armacell, Armaflex), сотового поликарбоната и полиэтилентерефталата и др.

Резюмируя, концепцию пароизоляции можно сформулировать так. Если здание (деревянное, каменное) эксплуатируется постоянно, то утеплять его следует снаружи, причём утеплитель должен иметь повышенную паропроницаемость и должен быть лишь ветрозащищен. Если здание эксплуатируется эпизодически и протапливаться должно быстро, то утеплять его следует изнутри, причём утеплитель должен быть паронепроницаемым (или должен быть надёжно защищен парозащитным материалом) изнутри бани (со стороны горячего воздуха).

Указанная концепция свидетельствует также о том, что постоянно отапливаемые каменные (кирпичные) здания нужно утеплять древесиной снаружи (причём никакая пароизоляция не требуется, но может быть всё же предусмотрена на внутренней поверхности каменной стены). Эпизодически протапливаемые каменные здания нужно утеплять древесиной изнутри, причём пароизоляция древесины с внутренней стороны абсолютно необходима или, в крайнем случае, между камнем и древесиной необходимо устраивать продухи, вентилируемые внешним воздухом (с улицы). Стены полностью каменных и полностью деревянных зданий (жилых с постоянным отоплением) пароизоляции не требуют.

В последние десятилетия в народе сформировалось устойчивое бесхитростное мнение, что стены бань изнутри полагается пароизолировать на всякий случай всегда. Во многом это мнение распространилось по причине появления специальной пароизолирующей алюминиевой фольги, достаточно толстой (до 0,1 мм) и широкой в рулоне, удобной для монтажа. Конечно же, если внутренние стороны стен помещения надёжно паровоздухоизолированы, то никаких проблем с возможной конденсацией пара внутри стен вообще не возникает, но могут появиться другие проблемы, например, конденсат на поверхности стены (роса, сырость) и затхлость (сырость) воздуха.

Источник: health.totalarch.comДачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер