Будуємо разом!

Водяна пара в стіні – звідки вона береться?

Для того щоб зрозуміти наслідки відсутності вентильованого зазору в стінах, виконаних з двох і більше шарів різних матеріалів, і чи завжди потрібні зазори в стінах, необхідно згадати про фізичні процеси, що відбуваються в зовнішній стіні в разі перепаду температур на її внутрішній і зовнішній поверхнях.

Як відомо, повітря завжди містить водяну пару. Парціальний тиск пари залежить від температури повітря. З підвищенням температури парціальний тиск водяної пари збільшується.

У холодну пору року парціальний тиск парів всередині приміщення набагато вище, ніж зовні. Під впливом різниці тисків водяна пара прагне потрапити зсередини будинку в область меншого тиску, тобто з боку шару матеріалу з більш низькою температурою – на зовнішню поверхню стіни.

Також відомо, що при охолодженні повітря водяна пара, що міститься в ньому, досягає максимального насичення, після чого конденсується в росу.

Точка роси – це температура, до якої повітря повинен охолонути, щоб пар, що містяться в ньому, досяг стану насичення і почав конденсуватися в росу.

Наведена на схемі, рис.1, показує максимально можливий вміст водяної пари в повітрі в залежності від температури.

Рис.1. Графік температури точки роси. Максимально можливий вміст пар в повітрі в залежності від Температура.

Відношення масової частки водяної пари в повітрі до максимально можливої частки при даній температурі називається відносною вологістю, що вимірюється у відсотках.

Наприклад, якщо температура повітря 20 ° С, а вологість – 50%, це означає, що в повітрі міститься 50% максимальної кількості води, яка там може бути.

Як відомо, будівельні матеріали мають різну здатність пропускати водяну пару, що міститься в повітрі, під впливом різниці їх парціальних тисків. Це властивість матеріалів називається опором паропроникності, що вимірюється в м2 * год * Па / мг.

Коротко підсумовуючи вищесказане, взимку повітряні маси, до складу яких входить водяна пара, будуть проходити через паропроникну структуру зовнішньої стіни зсередини назовні.

Температура повітряної маси буде знижуватися в міру наближення до зовнішньої поверхні стіни.

У сухій стіні є пароізоляція і вентильований зазор

Точка роси в правильно сконструйованій стіні без утеплення буде знаходитися в товщі стіни, ближче до зовнішньої поверхні, де пар буде конденсуватися і зволожувати стіну.

Взимку в результаті перетворення пари в воду на кордоні конденсації зовнішня поверхня стіни буде накопичувати вологу.

У теплу пору року ця накопичена волога повинна мати можливість випаровуватися.

Необхідно забезпечити зміщення балансу між кількістю парів, що надходять в стіну зсередини приміщення, і випаровуванням накопиченої вологи зі стіни в сторону випаровування.

Баланс накопичення вологи в стіні можна змістити в бік видалення вологи двома способами:

1. Знижують паропроникність внутрішніх шарів стіни, тим самим зменшуючи кількість пара в стіні.
2. та/або збільшення випарної здатності зовнішньої поверхні на межі конденсації.

Одношарові стіни мають однаковий опір паропроникності по всій товщині, а також рівномірну зміну температури по товщині стіни. Межа конденсації водяної пари в правильно сконструйованій стіні без утеплення розташовується в товщі стіни, ближче до зовнішньої поверхні. Це забезпечує таким стінам позитивний баланс відведення вологи від товщини стіни у всіх випадках, крім приміщень з підвищеною вологістю.

У багатошарових стінах з утеплювачем використовуються матеріали з різною стійкістю до паропроникнення. Крім того, розподіл температури в товщі багатошарової стінки не рівномірний. На кордоні шарів в товщі стінки маємо різкі перепади температур.

Для забезпечення необхідного балансу руху вологи в багатошаровій стіні необхідно, щоб опір паропроникності матеріалу в стіні знижувався в напрямку від внутрішньої поверхні до зовнішньої.

В іншому випадку, якщо зовнішній шар має велику стійкість до паропроникності, баланс вологи зміститься в бік скупчення вологи в стіні.

Наприклад.

Опір паропроникності газопроникності газобетону набагато менше, ніж у кераміки. При обробці будинку з газобетону керамічною цеглою обов’язковий вентильований зазор між шарами. При відсутності зазору блоки будуть накопичувати вологу.

Вентильований зазор між керамічною цеглою та несучою стіною з керамзитового бетону блоки не потрібні, адже паропроникність облицювання цегли менше, ніж у стін з керамзитобетонних блоків.

При неправильному монтажі стіни волога в утеплювачі буде накопичуватися поступово.

Уже на другий, максимум третій-п’ятий опалювальний період можна буде відчути значне зростання витрат на опалення. Пов’язано це, звичайно ж, з тим, що підвищилася вологість теплоізоляційного шару і всієї конструкції в цілому, а відповідно, значно знизився тепловий опір стіни.

Волога з утеплювача буде переноситися в сусідні шари стіни. Грибок і цвіль можуть утворюватися на внутрішній поверхні зовнішніх стінок.

Крім накопичення вологи, при утепленні стіни відбувається ще один процес – замерзання конденсованої вологи. Відомо, що руйнує її періодичне замерзання і відтавання великої кількості води в товщі матеріалу.

Зволоження з конденсацією утеплювача, наприклад ековати, також призводить до вимивання антисептиків і антипіренів. Найчастіше це борна кислота. Концентрація яких з часом буде знижуватися.

Будь-утеплювач поступово, з роками, втрачає свої теплозберігаючі властивості. Коли потрібно міняти утеплювач читайте тут.

Стінові матеріали розрізняються за своєю здатністю протистояти замерзанню конденсату. Тому в залежності від паропроникності і морозостійкості утеплювача необхідно обмежити загальну кількість конденсату, що накопичується в утеплювачі в зимовий період.

Наприклад, мінераловатний утеплювач має високу паропроникність і дуже низьку морозостійкість. У конструкціях з мінераловатним утеплювачем (стіни, горищні і цокольні поверхи, мансардні дахи) завжди укладається паронепроникна плівка для зменшення надходження пара в конструкцію з боку приміщення.

Без плівки стіна мала б занадто малий опір паропроникності і, як наслідок, велика кількість води виділялося б і замерзало в товщі утеплювача.  Утеплювач в такій стіні через 5-7 років експлуатації будівлі перетворився б в сміття і розсипався.

Товщина теплоізоляції повинна бути достатньою для утримання точки роси в товщі утеплювача, рис.2а.

При невеликій товщині утеплювача температура точки роси буде перебувати на внутрішній поверхні стіни і пари будуть конденсуватися вже на внутрішній поверхні зовнішньої стіни, рис.2б.

Зрозуміло, що кількість конденсованої вологи в утеплювачі буде збільшуватися при підвищенні вологості в приміщенні і при збільшенні суворості зимового клімату на будівельному майданчику.

Кількість вологи, що випаровується зі стіни влітку, залежить і від кліматичних факторів – температури і вологості повітря в зоні будівництва.

Рис.2. Приклад розподілу температури в товщі зовнішньої стінки.  а — з великим, б — з низька термостійкість стінового матеріалу;

src=’https://buduem.in.ua/wp-content/uploads/2022/02/tochka-rosy-paroizolyaciya-i-ventiliruemyy-zazor-v-stene-4.jpg’>

Рис.3. Результат розрахунку вологісного режиму
тришарова стіна: керамзитобетон – 250 мм., утеплювач
мінеральна вата — 100 мм., керамічна — 120 мм.

житловий будинок в Санкт-Петербурзі.
У річному циклі не відбувається накопичення вологи.

Як бачите, процес переміщення вологи в товщі стіни залежить від багатьох факторів. Вологісний режим стін та інших огорож пташника можна розрахувати, рис. 3.

За результатами розрахунку визначається необхідність зниження паропроникності внутрішніх шарів стіни або необхідність вентильованого зазору на межі конденсації.

Результати розрахунків вологісного режиму різних варіантів утеплених стін (цегляних, ніздрюватих бетонних, керамзитобетонних, дерев’яних) показують , що в конструкціях з вентильованим зазором на кордоні конденсації накопичення вологи в парканах житлових будинків відбувається не у всіх кліматичних зонах Росії.

Багатошарові стіни без вентильованого зазору слід використовувати, виходячи з розрахунку накопичення вологи. Для прийняття рішення слід звернутися за консультацією до місцевих фахівців, професійно займаються проектуванням і будівництвом житлових будинків. Результати розрахунку накопичення вологи типових стінових конструкцій на будівельному майданчику давно відомі місцевим будівельникам.

«Тришарова кам’яна стіна з облицюванням цеглою» – це стаття про особливості накопичення вологи і утеплення стін з цегли або кам’яних блоків.

Особливості накопичення вологи в стінах при утепленні фасаду пінопластом, пінополістиролом

Утеплювачі зі спінених полімерів – пінопласту, пінополістиролу, пінополіуретану, мають дуже низьку паропроникність. Шар теплоізоляційних плит з цих матеріалів на фасаді служить бар’єром для пара. Конденсація пари може виникнути тільки на кордоні утеплювача і стіни. Шар утеплювача запобігає висиханню конденсату в стіні.

Щоб запобігти скупченню вологи в стіні з полімерним утеплювачем, необхідно виключити конденсацію пара на кордоні стіни і утеплювача. Як це зробити? Для цього необхідно стежити, щоб на кордоні стіни і утеплювача температура завжди, в будь-який мороз, була вище температури точки роси.

Наведена вище умова розподілу температур в стіні зазвичай легко виконується, якщо опір тепловіддачі ізоляційного шару помітно більше, ніж у утепленої стіни. Наприклад, утеплення «холодної» цегляної стіни будинку пінопластом товщиною 100 мм.

Зовсім інша справа, якщо стіна з «теплого» бруса, колод, газобетону або пористої кераміки утеплена пінопластом. А також, якщо для цегляної стіни Вибирайте дуже тонкий полімерний утеплювач. У цих випадках температура на кордоні шарів легко може бути нижче точки роси і, щоб переконатися у відсутності скупчення вологи, краще виконати відповідний розрахунок.

На малюнку вище представлений графік розподілу температур в утепленій стіні для випадку, коли опір теплопередачі стіни більше ізоляційного шару. Наприклад, якщо стіна з газобетону з товщиною кладки 400 мм. утеплена пінопластом товщиною 50 мм, то температура на кордоні з утепленням взимку буде негативною. В результаті відбудеться конденсація пари і накопичення вологи в стіні.

Товщина полімерної ізоляції підбирається в два етапи:

1. Їх вибирають виходячи з необхідності забезпечення необхідного опору тепловіддачі зовнішньої стіни.
2. Потім виконують перевірку на відсутність парової конденсації в товщі стінки.

Якщо перевірка проводиться згідно з п. 2. Показує зворотне, тоді доведеться збільшити товщину утеплювача. Чим товщі полімерний утеплювач, тим нижче ризик конденсації пара і скупчення вологи в стіновому матеріалі. Але, це призводить до збільшення витрат на будівництво.

Особливо велика різниця в товщині утеплювача, обраного відповідно до двох перерахованих вище умов, виникає при утепленні стін з високою паропроникністю і низькою теплопровідністю. Товщина утеплювача для забезпечення енергозбереження для таких стін порівняно невелика, а при відсутності конденсату товщина плит повинна бути невиправдано великою.

Тому для утеплення стін з матеріалів з високою паропроникністю і низькою теплопровідністю вигідніше використовувати мінераловатний утеплювач. Це стосується в першу чергу стін з дерева, газобетону, силікатного газобетону, крупнозернистого керамзитобетону.

Пристрій пароізоляції зсередини є обов’язковим для стін з матеріалів з високою паропроникністю при будь-якому варіанті утеплення та облицювання фасаду.

Для пароізоляційного пристрою проводиться внутрішня обробка з матеріалів з високими паропроникностями – на стіну в кілька шарів наноситься грунт глибокого проникнення, використовується цементна штукатурка, вінілові шпалери або паронепроникна плівка.

Все описане вище відноситься не тільки до стін, але і до інших конструкцій, які огороджують тепловий контур будівлі – мансардних і цокольних поверхів, мансардних дахів.

Подивіться відео, де наочно показані теплофізичні процеси в утеплених скатах даху. Аналогічні процеси відбуваються і в зовнішніх стінах будівель.

Прочитавши цю статтю, ви дізналися, як зробити стіну сухою.

Стіна також повинна бути теплою. Детальніше про це читайте в наступній статті.

Наступний стаття:

Витрати на опалення і стійкість до теплообміну.

Попередня стаття:

Стіни несучі, самонесучі і не несучі – яка різниця?