Паропроницаемые стены, нужны ли они. Сравнение разных видов утеплителей Паропроницаемость теплоизоляционных материалов
Прежде всего, нужно сказать о том, что о паропроницаемых (дышащих) и пароНЕпроницаемых (не дышащих) стенах я буду рассуждать не в категориях хорошо\плохо, а буду их рассматривать как два альтернативных варианта. Каждый из этих вариантов совершенно правильный, если его выполнить со всеми полагающимися требованиями. То есть, я не отвечаю на вопрос "нужны ли паропроницаемые стены", а рассматриваю оба варианта.
Итак, паропроницаемые стены дышат, пропускают через себя воздух (пар), а пароНЕпроницаемые стены не дышат, не пропускают через себя воздух (пар). Паропроницаемые стены сделаны только из паропроницаемых материалов. ПароНЕпроницаемые стены содержат в своей конструкции хотя бы один слой пароНЕпроницаемого материала (этого достаточно, чтобы вся стена в целом стала пароНЕпроницаемой). Все материалы делятся на паропроницаемые и пароНЕпроницаемые, это не хорошо, не плохо,- это такая данность:-).
Теперь посмотрим, что всё это означает, когда эти стены включаются в реальный дом (квартиру). Конструктивные возможности паропроницаемых и пароНЕпроницаемых стен мы в этом вопросе не рассматриваем. И такую, и такую стену можно сделать прочной, жесткой и тд. Основные различия получаются в таких двух вопросах:
Теплопотери. Через паропроницаемые стены, естесственно, происходят дополнительные теплопотери (вместе с воздухом уходит и тепло). Надо сказать, что эти теплопотери совсем небольшие (5-7% от общих). Величина их влияет на толщину теплоизоляции и мощность отопления. При расчете толщины (стены, если она без утеплителя, или самого утеплителя), учитывается коэффициент паропроницаемости. При расчете теплопотерь для подбора отопления тоже учитывается потери тепла, вследствие паропроницаемости стен. То есть, эти потери никуда не теряются, их учитывают при расчете того, на что они влияют. И, более того, мы уже сделали достаточно таких расчетов (по толщине утеплителя и теплопотерь для расчета мощности отопления), и вот что видно: разница в цифрах есть, но она такая маленькая, что реально не может повлиять ни на толщину утеплителя, ни на мощность отопительного прибора. Объясню: если при паропроницаемой стене нужно, например, 43 мм утеплителя, а при пароНЕпроницаемой- 42мм, то это все равно 50мм, в обоих вариантах. То же самое с мощностью котла, если по теплопотерям общим, понятно, что нужен котел на 24кВт, например, то только из-за паропроницаемости стен не получится следующий по мощности котел.
Вентиляция. Паропроницаемые стены участвуют в воздухообмене в помещении, а пароНЕпроницаемые стены- не участвуют. В помещении должен быть приток и вытяжка, они должны соответствовать норме и быть примерно равны. Для того, чтобы понять, сколько в доме\квартире должно быть притока и вытяжки (в м3 в час) делается расчет по вентиляции. В нем учитываются все возможности притока и вытяжки, считается норма для этого дома\квартиры, сравниваются реалии и норма, и рекомендуются методы доведения до нормы мощности притока и вытяжки. Так вот что получается по итогу этих расчетов (мы их уже тоже немало сделали): как правило, в современных домах не хватает притока. Это получается потому, что современные окна паронепроницаемые. Раньше эту вентиляцию никто для частного жилья не считал, так как приток нормально обеспечивался старыми деревянными окнами, негерметичными дверями, стенами с щелями, и тд. А теперь, если взять новое строительство, так почти все дома с пластиковыми окнами, и не менее половины с пароНЕпроницаемыми стенами. И притока воздуха в таких домах (постоянного) практически нет. Вот, можно посмотреть примеры расчетов по вентиляции, в темах:
Конкретно по этим домам видно, что приток через стены (если они паропроицаемые), составит только около 1\5 требуемого притока. То есть, вентиляцию надо нормально проектировать (считать) по любому, какие не были бы стены и окна. Только паропроницаемые стены, и всё,- нужного притока всё равно не обеспечивают.
Иногда вопрос о паропроницании стен становится актуальным в такой ситуации. В старом доме\квартире, который жил себе нормально с паропроницаемыми стенами, старыми деревянными окнами, и с одним вытяжным каналом в кухне, начинают менять окна (на пластиковые), потом, например, стены утепляют пенопластом (снаружи, как положено). Начинаются мокрые стены, плесень и тд. Вентиляция перестала работать. Притока нет, без притока вытяжка не работает. Отсюда, как мне кажется, вырос миф об "ужасном пенопласте", которым как только утеплить стену,- сразу начнется плесень. А дело тут в комплексе вопросов по вентиляции и утеплению, а не в "ужасности" того или иного материала.
По поводу того, что Вы пишете "невозможно сделать герметичные стены". Это не совсем так. Можно вполне их делать (с определенным приближением к герметичности), и их делают. Мы сейчас как раз готовим статью о таких домах, где полностью герметичные окна\стены\двери, весь воздух подается через систему рекуперации, и тд. Это принцип так называемых "пассивных" домов, об этом мы скоро расскажем.
Таким образом, вот вывод: выбирать можно и паропроницаемую стену, и пароНЕпроницаемую. Главное, грамотно решить все сопутствующие вопросы: по правильной теплоизоляции и компенсации теплопотерь, и по вентиляции.
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.
Паропроницаемость - способность материала пропускать или задерживать пар в результате разности парциального давления водяного пара при одинаковом атмосферном давлении по обеим сторонам материала. Паропроницаемость характеризуется величиной коэффициента паропроницаемости или величиной коэффициента сопротивления проницаемости при воздействии водяного пара. Коэффициент паропроницаемости измеряется в мг/(м·ч·Па).
В воздухе всегда содержится какое-то количество водяного пара, причем в теплом всегда больше, чем в холодном. При температуре внутреннего воздуха 20 °С и относительной влажности 55% в воздухе содержится 8 г водяных паров на 1 кг сухого воздуха, которые создают парциальное давление 1238 Па. При температуре –10°С и относительной влажности 83% в воздухе содержится около 1 г пара на 1 кг сухого воздуха, создающего парциальное давление 216 Па. Из-за разницы парциальных давлений между внутренним и наружным воздухом через стену происходит постоянная диффузия водяных паров из теплого помещения наружу. В результате в реальных условиях эксплуатации материал в конструкциях находится в несколько увлажненном состоянии. Степень увлажнения материала зависит от температурно-влажностных условий снаружи и внутри ограждения. Изменение коэффициента теплопроводности материала в эксплуатируемых конструкциях учитывается коэффициентами теплопроводности λ(A) и λ(Б), которые зависят от зоны влажности местного климата и влажностного режима помещения.
В результате диффузии водяных паров в толще конструкции происходит движение влажного воздуха из внутренних помещений. Проходя через паропроницаемые конструкции ограждения, влага испаряется наружу. Но если у наружной поверхности стены расположен слой материала, не пропускающий или плохо пропускающий водяные пары, то влага начинает скапливаться у границы паронепроницаемого слоя, вызывая отсыревание конструкции. В результате теплозащита влажной конструкции резко понижается, и она начинает промерзать. в данном случае возникает необходимость установки пароизоляционного слоя с теплой стороны конструкции.
Вроде бы всё относительно просто, но про паропроницаемость зачастую вспоминают только в контексте "дышащести" стен. Однако, это краеугольный камень в выборе утеплителя! К нему нужно подходить очень и очень осторожно! Нередки случаи, когда домовладелец утепляет дом, исходя лишь из показателя теплосопротивления, например, деревянный дом пенопластом. В результате получает загнивающие стены, плесень по всем углам и винит в этом "неэкологичный" утеплитель. Что касается пенопласта, то из за своей малой паропроницаемости его нужно использовать с умом и очень хорошо подумать, подходит ли он вам. Именно по этому показателю зачастую ватные или любые другие пористые утеплители подходят лучше для утепления стен снаружи. Кроме того, с ватными утеплителями сложнее ошибиться. Однако, бетонные или кирпичные дома можно без опасений утеплять и пенопластом - в этом случае пенопласт "дышит" лучше, чем стена!
В таблице ниже приведены материалы из списка ТКП, показатель паропроницаемости - последний столбец μ.
Как понять, что такое паропроницаемость, и зачем она нужна. Многие слышали, а некоторые и активно употребляют термин "дышашие стены" - так вот, "дышашими" такие стены называют потому, что они способны пропускать воздух и водяной пар через себя. Некоторые материалы (например, керамзит, дерево, все ватные утеплители) хорошо пропускают пар, а некоторые очень плохо (кирпич, пенопласты, бетон). Выдыхаемый человеком, выделяемый при приготовлении пищи или принятии ванной пар, если в доме нет вытяжки, создаёт повышенную влажность. Признаком этого является появление конденсата на окнах или на трубах с холодной водой. Считается, что если стена имеет высокую паропроницаемость, то в доме легко дышится. На самом же деле, это не совсем так!
В современном доме, даже если стены сделаны из «дышащего» материала, 96% пара удаляется из помещений через вытяжку и форточку, и только 4% через стены. Если на стены наклеены виниловые или флизиленовые обои, то стены влагу не пропускают. А если стены действительно «дышащие», то есть без обоев и прочей пароизоляции, в ветренную погоду из дома выдувает тепло. Чем выше паропроницаемость конструкционного материала (пенобетон, газобетон и прочие тёплые бетоны), тем больше он может набрать влаги, и как следствие, у него более низкая морозостойкость. Пар, выходя из дома через стену, в «точке росы» превращается в воду. Теплопроводность отсыревшего газоблока увеличивается многократно, то есть в доме будет, мягко говоря, очень холодно. Но самое страшное, что при падении ночью температуры, точка росы смещается внутрь стены, а конденсат, находящийся в стене замерзает. Вода при замерзании расширяется и частично разрушает структуру материала. Несколько сотен таких циклов приводят к полному разрушению материала. Поэтому паропроницаемость строительных материалов может сослужить вам плохую службу.
Про вред повышенной паропроницаемости в интернете гуляет с сайта на сайт . Приводить её содержание на своём сайте я не буду в силу некоторого несогласия с авторами, однако избранные моменты хочется озвучить. Так, например, известный производитель минерального утеплителя, компания Isover, на своём англоязычном сайте изложила "золотые правила утепления" (What are the golden rules of insulation? ) из 4-х пунктов:
Эффективная изоляция. Используйте материалы с высоким термическим сопротивлением (низкой теплопроводностью). Самоочевидный пункт, не требующий особых комментариев.
Герметичность. Хорошая герметичность является необходимым условием для эффективной системы теплоизоляции! Негерметичная теплоизоляция, независимо от её коэффициента теплоизоляции, может увеличивать потребление энергии от 7 до 11% на отопление здания. Поэтому о герметичности здания следует задумываться ещё на стадии проектирования. А по окончании работ проверить здание на герметичность.
Контролируемая вентиляция. Именно на вентиляцию возлагается задача по удалению излишней влажности и пара. Вентиляция не должа и не может осуществляться за счёт нарушения герметичности ограждающих конструкций!
Качественный монтаж. Об этом пункте, я думаю, тоже нет нужды говорить.
Важно отметить, что компания Isover не выпускает какие-либо пенопластовые утеплители, они занимаются исключительно минераловатными утеплителями, т.е. продуктами, имеющими наиболее высокий показатель паропроницаемости! Это действительно заставляет задуматься: как же так, вроде бы паропроницаемость необходима для отвода влаги, а производители рекомендуют полную герметичность!
Дело тут в недопонимании этого термина. Паропроницаемость материалов не предназначена для отвода влаги из жилого помещения - паропроницаемость нужна для отвода влаги из утеплителя ! Дело в том, что любой пористый утеплитель не является по сути самим утеплителем, он лишь создаёт структуру, удерживающую истинный утеплитель - воздух - в замкнутом объёме и по возможности неподвижным. Если вдруг образуется такое неблагоприятное условие, что точка росы оказывается в паропроницаемом утеплителе, то в нём будет конденсироваться влага. Эта влага в утеплителе берётся не из помещения! Воздух сам всегда содержит в себе какое-то количество влаги, и именно эта естественная влага и представляет угрозу утеплителю. Вот для отвода этой влаги наружу и нужно, чтобы после утеплителя были слои с не меньшей паропроницаемостью.
Семья из четырёх человек за сутки в среднем выделяет пар, равный 12 литрам воды! Эта влага из воздуха внутренних помещений никоим образом не должа попадать в утеплитель! Куда девать эту влагу - это вообще не должно никоим образом волновать утеплитель - его задача лишь утеплять!
Пример 1
Давайте разберём вышесказанное на примере. Возьмём две стены каркасного дома одинаковой толщины и одинакового состава (изнутри к наружному слою), отличатся буду они только видом утеплителя:
Лист гипсокартона (10мм) - OSB-3 (12мм) - Утеплитель (150мм) - ОSB-3 (12мм) - вентзазор (30мм) - ветрозащита - фасад.
Утеплитель выберем с абсолютно одинаковой теплопроводностью - 0,043 Вт/(м °С), основное, десятикратное отличие между ними только в паропроницаемости:
Пенополистирол ПСБ-С-25.
Плотность ρ= 12 кг/м³.
Коэффициент паропроницаемости μ= 0.035 мг/(м ч Па)
Коэф. теплопроводности в климатических условиях Б (худший показатель) λ(Б)= 0.043 Вт/(м °С).
Плотность ρ= 35 кг/м³.
Коэффициент паропроницаемости μ= 0.3 мг/(м ч Па)
Конечно, условия расчёта я тоже использую абсолютно одинаковые: температура внутри +18°С, влажность 55%, температура снаружи -10°С, влажность 84%.
Расчёт я провел в теплотехническом калькуляторе , кликнув по фото, вы перейдёте прямо на страницу расчёта:
Как видно из расчёта, теплосопротивление обоих стен совершенно одинаково (R=3.89), и даже точка росы у них расположена почти одинаково в толще утеплителя, однако, из за высокой паропроницаемости в стене с эковатой будет конденсироваться влага, сильно увлажняя утеплитель. Как бы ни была хороша сухая эковата, сырая эковата тепло держит во много раз хуже. А если допустить, что температура на улице опустится до -25°С, то зона конденсации составит почти 2/3 утеплителя. Такая стена не удовлетворяет нормам по защите от переувлажнения! С пенополистиролом ситуация принципиально другая потому, что воздух в нём находится в замкнутых ячейках, ему просто неоткуда набрать достаточное количество влаги для выпадения росы.
Справедливости ради нужно сказать, что эковату без пароизоляционных плёнок не укладывают! И если добавить в "стеновой пирог" пароизоляционную плёнку между ОSB и эковатой с внутренней стороны помещения, то зона конденсации практически выйдет из утеплителя и конструкция полностью будет удовлетворять требованиям по увлажнению (см. картинку слева). Однако, устройство пароиозяции практически лишает смысла размышления о пользе для микроклимата помещения эффекта "дыхания стены". Пароизоляционная мембрана имеет коэффициент паропроницаемости около 0,1 мг/(м·ч·Па), а порой пароизолируют полиэтиленовыми плёнками или утеплителями с фольгированной стороной - их коэффициент паропроницаемости стремится к нулю.
Но низкая паропроницаемость тоже далеко не всегда хороша! При утеплении достаточно хорошо паропроницаемых стен из газо- пенобетона экструдированным пенополистиролом без пароизоляции изнутри в доме непременно поселится плесень, стены будут влажными, а воздух будет совсем не свеж. И даже регулярное проветривание не сможет высушить такой дом! Давайте смоделируем ситуацию, противоположную прошлой!
Пример 2
Стена на этот раз будет состоять из следующих элементов:
Газобетон марки D500 (200мм) - Утеплитель (100мм) - вентзазор (30мм) - ветрозащита - фасад.
Утеплитель выберем точно такой же, и более того, стену сделаем с точно таким же теплосопротивлением (R=3.89).
Как видим, при совершенно равных теплотехнических характеристиках мы можем получить радикально противоположные результаты от утепления одними и теми же материалами!!! Нужно отметить, что во втором примере обе конструкции удовлетворяют нормам по защите от переувлажнения, не смотря на то, что зона конденсации попадает в газосиликат. Такой эффект связан с тем, что плоскость максимального увлажнения попадает в пенополистирол, а из за его низкой паропроницаемости в нём влага не конденсируется.
В вопросе паропроницаемости нужно разобраться досконально ещё до того, как вы решите, как и чем вы будете утеплять свой дом!
Слоёные стены
В современном доме требования к теплоизоляции стен столь высоки, что однородная стена уже не способна соответствовать им. Согласитесь, при требовании к теплосопротивлению R=3 делать однородную кирпичную стену толшиной 135 см не вариант! Современные стены - это многослойные конструкции, где есть слои, выполняющие роль теплоизоляции, конструктивные слои, слой наружной отделки, слой внутренней отделки, слои паро- гидро- ветро-изоляций. В связи с разнообразными характеристиками каждого слоя очень важно правильно их располагать! Основное правило в расположении слоёв конструкции стены таково:
Паропроницаемость внутреннего слоя должна быть ниже, чем наружного, для свободного выходы пара за стены дома. При таком решении «точка росы» перемещается к наружной стороне несущей стены и не разрушает стен здания. Для предотврощения выпадения конденсата внутри ограждающей конструкции сопротивление теплопередаче в стене должно уменьшаться, а сопротивление паропроницанию возрастать снаружи внутрь.
Думаю, нужно это проиллюстрировать для лучшего понимания.
При проведении строительных работ нередко приходится сравнивать свойства разных материалов. Это нужно для того, чтобы подобрать наиболее подходящий из них.
Ведь там, где хорош один из них, совсем не подойдет другой. Поэтому, осуществляя теплоизоляцию, нужно не просто утеплить объект. Важно выбрать утеплитель, подходящий именно для данного случая.
А для этого нужно знать характеристики и особенности разных видов теплоизоляции. Вот об этом мы и поговорим.
Что такое теплопроводность
Для обеспечения хорошей теплоизоляции важнейшим критерием является теплопроводность утеплителей. Так называется передача тепла внутри одного предмета.
То есть, если у одного предмета одна его часть теплее другой, то тепло будет переходить от теплой части к холодной. Тот же самый процесс происходит и в здании.
Таким образом, стены, крыша и даже пол могут отдавать тепло в окружающий мир. Для сохранения тепла в доме этот процесс нужно свести к минимуму. С этой целью используют изделия, имеющие небольшое значение данного параметра.
Таблица теплопроводности
Обработанную информацию об этом свойстве разных материалов можно представить в виде таблицы. К примеру, вот так:
Здесь присутствуют всего два параметра. Первый – это коэффициент теплопроводности утеплителей. Второй – толщина стены, которая потребуется для обеспечения оптимальной температуры внутри здания.
Взглянув на эту таблицу, становится очевидным следующий факт. Построить комфортное здание из однородных изделий, например, из полнотелых кирпичей, невозможно. Ведь для этого потребуется толщина стены не менее 2,38м.
Поэтому для обеспечения нужного уровня тепла в помещениях требуется теплоизоляция. И первым и важнейшим критерием ее отбора является вышеуказанный первый параметр. У современных изделий он не должен быть более 0.04 Вт/м°С.
Совет!
При покупке обратите свое внимание на следующую особенность.
Изготовители, указывая на своих изделиях теплопроводность утеплителя, часто используют не одну, а целых три величины: первая – для случаев, когда материал эксплуатируется в сухом помещении с температурой в 10ºС;второе значение – для случаев эксплуатации опять же, в сухом помещении, но с температурой в 25 ºС; третья величина – для эксплуатации изделия в разных условиях влажности.
Это может быть помещение с влажностью категории А или В.
Для ориентировочного расчета следует использовать первое значение.
Все остальные нужны для проведения точных расчетов. О том, как они осуществляются, можно узнать из СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».
Иные критерии выбора
При выборе подходящего изделия должна учитываться не только теплопроводность и цена товара.
Нужно обратить внимание и на иные критерии:
- объемный вес утеплителя;
- формостабильность данного материала;
- паропроницаемость;
- горючесть теплоизоляции;
- звукоизоляционные свойства изделия.
Рассмотрим эти характеристики подробнее. Начнем по порядку.
Объемный вес утеплителя
Объемным весом называется масса 1 м² изделия. Причем в зависимости от плотности материала эта величина может быть различной – от 11 кг до 350 кг .
Вес теплоизоляции непременно нужно учитывать, особенно проводя утепление лоджии. Ведь конструкция, на которую крепится утеплитель, должна быть рассчитана на данный вес. В зависимости от массы будет отличаться и способ монтажа теплоизолирующих изделий.
Определившись с данным критерием, нужно учесть и иные параметры. Это объемный вес, формостабильность, паропроницаемость, горючесть и звукоизоляционные свойства.
В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.
