Основополагающие федеральные документы СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий» оперируют понятиями воздухопроницаемости и паропроницаемости строительных материалов и конструкций, не выделяя изолирующих элементов из состава ограждающих конструкций.

Таблица 2: Сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций (приложение 9 СНиП II-3-79*)

Материалы и конструкции Толщина слоя, мм Rb, м² часПа/кг
Бетон сплошной без швов 100 19620
Газосиликат сплошной без швов 140 21
Кирпичная кладка из сплошного красного кирпича на цементно-песчаном растворе: толщиной в полкирпича в пустошовку 120 2
толщиной в полкирпича с расшивкой шва 120 22
толщиной в кирпич в пустошовку 250 18
Штукатурка цементно-песчаная 15 373
Штукатурка известковая 15 142
Обшивка из обрезных досок, соединенных впритык или в четверть 20-25 0,1
Обшивка из обрезных досок, соединенных в шпунт 20-25 1,5
Обшивка из досок двойная с прокладкой между обшивками строительной бумаги 50 98
Картон строительный 1,3 64
Обои бумажные обычные - 20
Листы асбоцементные с заделкой швов 6 196
Обшивка из жёстких древесно-волокнистых листов с заделкой швов 10 3,3
Обшивка из гипсовой сухой штукатурки с заделкой швов 10 20
Фанера клееная с заделкой швов 3-4 2940
Пенополистирол ПСБ 50-100 79
Пеностекло сплошное 120 воздухонепроницаемо
Рубероид 1,5 воздухонепроницаем
Толь 1,5 490
Плиты минераловатные жёсткие 50 2
Воздушные прослойки,слои сыпучих материалов (шлака, керамзита, пемзы и т. д.), слои рыхлых и волокнистых материалов (минеральной ваты, соломы, стружки) любые толщины 0

Воздухопроницаемость Gв (кг/м ² час) по СП 23-101-2000 представляет собой массовый расход воздуха в единицу времени через единицу площади поверхности ограждающей конструкции (слоя ветроизоляции) при разнице (перепаде) давлений воздуха на поверхности конструкции ∆рв (Па): Gв = (1/Rв) ∆рв , где Rв (м² час Па/кг) - сопротивление воздухопроницанию (см. таблицу 2), а обратная величина (1/Rв )(кг/м² час Па) - коэффициент воздухопроницаемости ограждающей конструкции. Воздухопроницаемость характеризует не материал, а слой материала или ограждающую конструкцию (слой изоляции) определённой толщины.

Напомним, что давление (перепад давления) 1 атм составляет 100 000Па (0,1 МПа). Перепады давления ∆рв на стене бани за счёт меньшей плотности горячего воздуха в бане ƿδ по сравнению с плотностью внешнего холодного воздуха ƿ0 равны Н(ƿ0 - ƿδ) и в бане высотой Н=3 м составят до 10Па. Перепады давления на стенах бани за счёт ветрового напора ƿ0 V ² составят 1Па при скорости ветра V = 1 м/сек (штиль) и 100Па при скорости ветра V = 10 м/сек.

Введенная таким образом воздухопроницаемость представляет собой ветропроницаемость (продуваемость), способность пропускать массы движущегося воздуха.

Как видно из таблицы 2, воздухопроницаемость очень сильно зависит от качества строительных работ: укладка кирпича с заполнением швов (расшивкой) приводит к снижению воздухопроницаемости кладки в 10 раз по сравнению со случаем укладки кирпича обычным способом - в пустошовку. Воздух при этом в основном проходит вовсе не через кирпич, а через неплотности шва (каналы, пустоты, щели, трещины).

Методы определения сопротивления воздухопроницанию по ГОСТ 25891-83, ГОСТ 31167-2003, ГОСТ 26602.2-99 предусматривают непосредственное измерение расходов воздуха через материал или конструкцию при различных перепадах давления воздуха (до 700 Па). На специальных стендах с помощью насоса-воздуходувки 1 нагнетается воздух в измерительную камеру 3, к которой герметично пристыковывается изучаемая конструкция 5, например, окно заводского изготовления (рис. 17). По зависимости расхода воздуха Gв по ротаметру 2 от избыточного давления в камере ∆ƿв строят кривую воздухопроницаемости конструкции (рис. 18).

Рис. 18. Зависимость массового потока воздуха (скорости фильтрации, массового расхода) через воздухопроницаемую строительную конструкцию от перепада давления воздуха на поверхностях конструкции. 1 - прямая для ламинарных вязкостных потоков воздуха (через пористые стены без щелей), 2 - кривая для турбулентных инерционных потоков воздуха через конструкции со щелями (окна, двери) или отверстиями (продухами).

В случае воздухопроницаемости стен с многочисленными мелкими каналами, щелями, порами воздух движется через стену в вязком режиме ламинарно (без турбулентностей, завихрений), вследствие чего зависимость Gв от ∆рв имеет линейный вид Gв = (1/Rв ) ∆pв . При наличии крупных щелей воздух движется в инерционных режимах (турбулентных), при которых силы вязкости не существенны. Зависимость Gв от ∆рв в инерционных режимах имеет степенной вид Gв = (1/Rв) ∆рв0,5 . Реально же в случае окон и дверей наблюдается переходный режим Gв = (1/R1) ∆pв n, где показатель степени n в СНиП 23-02-2003 условно принят равным 2/3 (0,66). Иными словами, при больших напорах ветра окна начинают «запираться» (также, например, как и дымовые трубы при большой скорости истечения дымовых газов), и всё большую роль начинает играть продуваемость стен (см. рис. 18).

Изучение таблицы 2 показывает, что обычные дощатые стены (без прослоек бумаги, пергамина или фольги), засыпанные стружкой (соломой, минеральной ватой, шлаком, керамзитом) с сопротивлением воздухопроницанию на уровне 0,1 м² час Па/кг и менее никак не могут защитить от ветра. Даже при штиле при скоростях набегающих воздушных потоков 1 м/сек скорость продува через такие стены хоть и снижается до 0,1-1 см/сек, но тем не менее и это создаёт кратность воздухообмена в бане свыше 3-10 раз в час, что при слабой печи обуславливает полное выхолаживание бани. Кирпичные кладки в пустовку, дощатые стены в шпунт, плотные минерал- ватные плиты с сопротивлением воздухопроницанию на уровне 2м² час Па/кг способны защитить от потоков ветра 1м/сек (в смысле предотвращения избыточной кратности воздухообмена в бане), но оказываются недостаточно герметичными для порывов ветра 10 м/сек. А вот строительные конструкции с сопротивлением возухопроницанию 20 м²час Па/кг и более уже вполне приемлемы для бань и с точки зрения воздухообмена, и с точки зрения конвективных теплопотерь, но тем не менее не гарантируют малости конвективного переноса водяных паров и увлажнения стен.

В связи с этим возникает необходимость сочетания материалов с разной степенью воздухопроницания. Суммарное сопротивление воздухопроницанию многослойной конструкции подсчитывается очень легко: суммированием сопротивлений воздухопроницанию всех слоев R = ΣRi . Действительно, если массовый поток воздуха через все слои один и тот же G = ∆pi /Ri , то сумма перепадов давления на каждом слое равна перепаду давления на всей многослойной конструкции в целом ∆р = Σpi = ΣGRi = GΣRi = GR . Именно поэтому понятие «сопротивление» очень удобно для анализа последовательных (в пространстве и во времени) явлений, не только в части воздухопроницания, но и теплопередачи и даже электропередачи в электрических сетях. Так, например, если легкопродуваемую прослойку стружек насыпать на строительный картон, то суммарное сопротивление воздухопроницанию такой конструкции 64 м² час Па/кг будет определяться исключительно сопротивлением воздухопроницанию строительного картона.

В то же время ясно, что если картон будет иметь щели в местах нахлеста или разрывы (проткнутые отверстия), то сопротивление воздухопроницанию резко уменьшится. Этот способ монтажа соответствует иному предельному способу взаимной укладки воздухопроницаемых слоев - уже не последовательному, а параллельному (рис. 19). В этом случае более удобными для расчетов являются коэффициенты воздухопроницаемости (1/Rв ). Так, воздухопроницаемость стены будет равна G = S0 G0 +S2 G2 +S12 G12 , где Si - относительные площади зон с разными воздухопроницаемостями, то есть G = { + {S2 /R2 ] + } ∆p. Видно, что если сопротивление воздухопроницанию R0 сквозного отверстия очень мало (близко к нулю), то суммарный поток воздуха будет очень велик даже при тщательной ветрозащите других участков, то при очень больших R2 , S2 и S12 . Однако воздух в сквозном отверстии движется вовсе не «свободно» (то есть не с бесконечно большой скоростью) из-за наличия гидродинамического и вязкостного сопротивлений отверстия, а также (что бывает чрезвычайно существенно) из-за конечной скорости фильтрации через противоположную стену 3. Чтобы образовать сильную струю через открытое приточное отверстие (сквозняк), необходимо сделать вытяжное отверстие и в противоположной стене.

Рис. 19. Сочетание ветрозащитного и теплоизоляционного материалов со сквозными отверстиями (продухами, окнами). 1 - ветрозащитный материал, 2 - теплозащитный материал, Vo - набегающий поток воздуха, «свободно» проходящий через сквозное отверстие, но замедленно фильтрующийся через зоны, прикрытые теплозащитным материалом G2 или одновременно ветрозащитным и теплозащитным материалами G12. Величина реального воздушного потока GB определяется также воздухопроницаемостью стены 3.

В заключение отметим, что обычные деревенские бревенчатые стены бань, конопаченые мхом, имеют сопротивление воздухопроницанию на уровне (1-10) м²час Па/кг, причём воздух в основном просачивается через швы конопатки, а не через древесину. Воздухопроницаемость таких стен при перепаде давления ∆рв = 10 Па составляет (1-10) кг/м²час, а при порывах ветра 10 м/сек (∆рв =100) - до (10-100)кг/м²час. Это может превысить необходимый уровень вентиляции бань даже по санитарно-гигиеническим требованиям, соответствующим нахождению в бане большого количества людей. Во всяком случае такие стены имеют воздухопроницаемость, намного превышающую современный допустимый уровень по теплозащите СНиП 23-02-2003. Тщательная конопатка паклей (лучше с последующей пропиткой олифой), а также заделка швов современными эластичными силиконовыми герметиками может снизить воздухопроницаемость на порядок (в 10 раз). Значительно более эффективная ветрозащита стен может быть достигнута обивкой картоном (под вагонкой) или оштукатуриванием. Необходимый уровень воздухопроницаемости стен паровых бань в первую очередь определяется требованием осушения стен за счет консервирующей вентиляции.

Реальные окна и двери также могут внести значительный вклад в баланс воздухообмена. Ориентировочные величины воздухопроницаемости закрытых окон и дверей приведены в таблице 3.

Таблица 3: Нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций заводского изготовления по СНиП 23-02-2003

Таблица 4: Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий (СП23-101-2000)

Материал Плотность, кг/м³ Удельная теплоёмкость, кДж (кг град) Коэффициент теплопроводности, Вт/(м град) Коэффициент теплоусвоения, Вт/(м²​ град) Коэффициент паро-проницаемости, мг/(м часПа)
1 2 3 4 5 6
Воздух неподвижный 1,3 1,0 0,024 0,05 1.01
Пенополистирол ПСБ 150 1,34 0,05 0,89 0,05
100 1,34 0,04 0,65 0,05
40 1,34 0,04 0,41 0,06
Пенопласт ПХВ 125 1,26 0,05 0,86 0,23
Пенополиуретан 40 1,47 0,04 0,40 0,05
Плиты из резольно-формальдегидного пенопласта 40 1,68 0,04 0,48 0,23
Вспененный каучук «Аэрофлекс» 80 1,81 0,04 0,65 0,003
Пенополистирол экструзионный «Пеноплекс» 35 1,65 0,03 0,36 0,018
Плиты минераловатные (мягкие, полужесткие, жесткие) 350 0,84 0,09 1,46 0,38
100 0,84 0,06 0,64 0,56
50 0,84 0,05 0,42 0,60
Пеностекло 400 0,84 0,12 1,76 0,02
200 0,84 0,08 1,01 0,02
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные 1000 2,3 0,23 6,75 0,12
400 2,3 0,11 2,95 0,19
200 2,3 0,07 1,67 0,24
Арболит 800 2,3 0,24 6,17 0,11
300 2,3 0,11 2,56 0,30
Пакля 150 2,3 0,06 1,30 0,49
Плиты из гипса 1200 0,84 0,41 6,01 0,10
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) 800 0,84 0,19 3,34 0,07
Засыпка из керамзита 800 0,84 0,21 3,36 0,21
200 0,84 0,11 1,22 0,26
Засыпка из доменного шлака 800 0,84 0,21 3,36 0,21
Засыпка из перлита вспученного 200 0,84 0,08 0,99 0,34
Засыпка из вермикулита вспученного 200 0,84 0,09 1,08 0,23
Песок для строительных работ 1600 0,84 0,47 6,95 0,17
Керамзитобетон 1800 0,84 0,80 10,5 0,09
Пенобетон 1000 0,84 0,41 6,13 0,11
300 0,84 0,11 1,68 0,26
Бетон на гравии из природного камня 2400 0,84 1,74 16,8 0,03
Раствор цементно-песчаный (швы кладки, штукатурка) 1800 0,84 0,76 9,6 0,09
Кладка из сплошного красного кирпича 1800 0,88 0,70 9,2 0,11
Кладка из сплошного силикатного кирпича 1800 0,88 0,76 9,77 0,11
Кладка из керамического пустотного кирпича 1600 0,88 0,58 7,91 0,14
1400 0,88 0,52 7,01 0,16
1200 0,88 0,47 6,16 0,17
Сосна и ель поперек волокон 500 2,3 0,14 3,87 0,06
вдоль волокон 500 2,3 0,29 5,56 0,32
Фанера клееная 600 2,3 0,15 4,22 0,02
Картон облицовочный 1000 2,3 0,21 6,20 0,06
Картон строительный многослойный 650 2,3 0,15 4,26 0,083
Гранит 2800 0,88 3,49 25,0 0,008
Мрамор 2800 0,88 2,91 22,9 0,008
Туф 2000 0,88 0,93 11,7 0,075
Листы асбестоцементные плоские 1800 0,84 0,47 7,55 0,03
Битумы нефтяные строительные 1400 1,68 0,27 6,80 0,008
1000 1,68 0,17 4,56 0,008
Рубероид 600 1,68 0,17 3,53 -
Линолеум поливинилхлоридный 1800 1,47 0,38 8,56 0,002
Чугун 7200 0,48 50 112,5 0
Сталь 7850 0,48 58 126,5 0
Алюминий 2600 0,84 221 187,6 0
Медь 8500 0,42 407 326,0 0
Стекло оконное 2500 0,84 0,76 10,8 0
Вода 1000 4,2 0,59 13,5 -

Существует легенда о «дышащей стене», и сказания о «здоровом дыхании шлакоблока, которое создает неповторимую атмосферу в доме». На самом деле паропроницаемость стены не большая, количество пара проходящего через нее незначительно, и гораздо меньше, чем количество пара переносимое воздухом, при его обмене в помещении.

Паропроницаемость — один из важнейших параметров, используемых при расчете утепления. Можно сказать, что паропроницаемость материалов определяет всю конструкцию утепления.

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.

Какая паропроницаемость у строительных материалов

Ниже приведены значения коэффициента паропроницаемости для нескольких строительных материалов (согласно нормативного документа), которые наиболее широко используются, мг/(м*час*Па).
Битум 0,008
Тяжелый бетон 0,03
Автоклавный газобетон 0,12
Керамзитобетон 0,075 — 0,09
Шлакобетон 0,075 — 0,14
Обожженная глина (кирпич) 0,11 — 0,15 (в виде кладки на цементном растворе)
Известковый раствор 0,12
Гипсокартон, гипс 0,075
Цементно-песчаная штукатурка 0,09
Известняк (в зависимости от плотности) 0,06 — 0,11
Металлы 0
ДСП 0,12 0,24
Линолеум 0,002
Пенопласт 0,05-0,23
Полиурентан твердый, полиуретановая пена
0,05
Минеральная вата 0,3-0,6
Пеностекло 0,02 -0,03
Вермикулит 0,23 — 0,3
Керамзит 0,21-0,26
Дерево поперек волокон 0,06
Дерево вдоль волокон 0,32
Кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементном растворе 0,11

Данные по паропроницанию слоев обязательно нужно учитывать при проектировании любого утепления.

Как конструировать утепление — по пароизоляционным качествам

Основное правило утепления — паропрозрачность слоев должна увеличиваться по направлению наружу. Тогда в холодное время года, с большей вероятностью, не произойдет накопление воды в слоях, когда конденсация будет происходить в точке росы.

Базовый принцип помогает определиться в любых случаях. Даже когда все «перевернуто вверх ногами» – утепляют изнутри, несмотря на настойчивые рекомендации делать утепление только снаружи.

Чтобы не произошло катастрофы с намоканием стен, достаточно вспомнить о том, что внутренний слой должен наиболее упорно сопротивляться пару, и исходя из этого для внутреннего утепления применить экструдированный пенополистирол толстым слоем — материал с очень низкой паропроницаемостью.

Или же не забыть для очень «дышащего» газобетона снаружи применить еще более «воздушную» минеральную вату.

Разделение слоев пароизолятором

Другой вариант применения принципа паропрозрачности материалов в многослойной конструкции — разделение наиболее значимых слоев пароизолятором. Или применение значимого слоя, который является абсолютным пароизолятором.

Например, — утепление кирпичной стены пеностеклом. Казалось бы, это противоречит вышеуказанному принципу, ведь возможно накопление влаги в кирпиче?

Но этого не происходит, из-за того, что полностью прерывается направленное движение пара (при минусовых температурах из помещения наружу). Ведь пеностекло полный пароизолятор или близко к этому.

Поэтому, в данном случае кирпич войдет в равновесное состояние с внутренней атмосферой дома, и будет служить аккумулятором влажности при резких ее скачках внутри помещения, делая внутренний климат приятнее.

Принципом разделении слоев пользуются и применяя минеральную вату — утеплитель особо опасный по влагонакоплению. Например, в трехслойной конструкции, когда минеральная вата находится внутри стены без вентиляции, рекомендуется под вату положить паробарьер, и оставить ее, таким образом, в наружной атмосфере.

Международная классификация пароизоляционных качеств материалов

Международная классификация материалов по пароизоляционным свойствам отличается от отечественной.

Согласно международному стандарту ISO/FDIS 10456:2007(E) материалы характеризуются коэффициентом сопротивляемости движению пара. Этот коэффициент указывает во сколько раз больше материал сопротивляется движению пара по сравнению с воздухом. Т.е. у воздуха коэффициент сопротивляемости движению пара равен 1, а у экструдированного пенополистирола уже 150, т.е. пенополистирол в 150 раз пропускает пар хуже чем воздух.

Также в международных стандартах принято определять паропроницаемость для сухих и увлажненных материалов. Границей между понятиями «сухой» и «увлажненный» выбрана внутренняя влажность материала в 70%.
Ниже приведены значения коэффициента сопротивляемости движению пара для различных материалов согласно международным стандартам.

Коэффициент сопротивляемости движению пара

Сначала приведены данные для сухого материала, а через запятую для увлажненного (более 70% влажности).
Воздух 1, 1
Битум 50 000, 50 000
Пластики, резина, силикон — >5 000, >5 000
Тяжелый бетон 130, 80
Бетон средней плотности 100, 60
Полистирол бетон 120, 60
Автоклавный газобетон 10, 6
Легкий бетон 15, 10
Искусственный камень 150, 120
Керамзитобетон 6-8, 4
Шлакобетон 30, 20
Обожженная глина (кирпич) 16, 10
Известковый раствор 20, 10
Гипсокартон, гипс 10, 4
Гипсовая штукатурка 10, 6
Цементно-песчаная штукатурка 10, 6
Глина, песок, гравий 50, 50
Песчаник 40, 30
Известняк (в зависимости от плотности) 30-250, 20-200
Керамическая плитка?, ?
Металлы?, ?
OSB-2 (DIN 52612) 50, 30
OSB-3 (DIN 52612) 107, 64
OSB-4 (DIN 52612) 300, 135
ДСП 50, 10-20
Линолеум 1000, 800
Подложка под ламинат пластик 10 000, 10 000
Подложка под ламинат пробка 20, 10
Пенопласт 60, 60
ЭППС 150, 150
Полиурентан твердый, полиуретановая пена 50, 50
Минеральная вата 1, 1
Пеностекло?, ?
Перлитовые панели 5, 5
Перлит 2, 2
Вермикулит 3, 2
Эковата 2, 2
Керамзит 2, 2
Дерево поперек волокон 50-200, 20-50

Нужно заметить, что данные по сопротивляемости движению пара у нас и «там» весьма различаются. Например, пеностекло у нас нормируется, а международный стандарт говорит, что оно является абсолютным пароизолятором.

Откуда возникла легенда о дышащей стене

Очень много компаний выпускает минеральную вату. Это самый паропроницаемый утеплитель. По международным стандартам ее коэффициент сопротивления паропроницаемости (не путать с отечественным коэффициентом паропроницаемости) равен 1,0. Т.е. фактически минеральная вата не отличается в этом отношении от воздуха.

Действительно, это «дышащий» утеплитель. Что бы продать минеральной ваты как можно больше, нужна красивая сказка. Например, о том, что если утеплить кирпичную стену снаружи минеральной ватой, то она ничего не потеряет в плане паропроницания. И это абсолютная правда!

Коварная ложь скрывается в том, что через кирпичные стены толщиной в 36 сантиметров, при разности влажностей в 20% (на улице 50%, в доме — 70%) за сутки из дома выйдет примерно около литра воды. В то время как с обменом воздуха, должно выйти примерно в 10 раз больше, что бы влажность в доме не наращивалась.

А если стена снаружи или изнутри будет изолирована, например слоем краски, виниловыми обоями, плотной цементной штукатуркой, (что в общем-то «самое обычное дело»), то паропроницаемость стены уменьшиться в разы, а при полной изоляции — в десятки и сотни раз.

Поэтому всегда кирпичной стене и домочадцам будет абсолютно одинаково, — накрыт ли дом минеральной ватой с «бушующим дыханием», или же «уныло-сопящим» пенопластом.

Принимая решения по утеплению домов и квартир, стоит исходить из основного принципа — наружный слой должен быть более паропроницаем, желательно в разы.

Если же это выдерживать почему-либо не возможно, то можно разделить слои сплошной пароизоляцией, (применить полностью паронепроницаемый слой) и прекратить движение пара в конструкции, что приведет к состоянию динамического равновесия слоев со средой в которой они будут находиться.

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:

  • древесина;
  • керамзитовые плиты;
  • пенобетон.

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

Чтобы обеспечить лучшие эксплуатационные характеристики многослойных конструкций сооружений, применяется правило: со стороны, имеющей более высокую температуру, располагают материалы с увеличенной устойчивостью к проникновению пара с повышенной теплопроводностью. Слои, расположенные снаружи, должны иметь высокую паропроводимость. Для нормального функционирования ограждающей конструкции необходимо, чтобы коэффициент наружного слоя в пять раз превышал показатель слоя, расположенного внутри.

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.

Материал

Коэффициент паропроницаемости
мг/(м·ч·Па)

экструдированный пенополистирол

пенополиуретан

минеральная вата

железобетон, бетон

сосна или ель

керамзит

пенобетон, газобетон

гранит, мрамор

гипсокартон

дсп, осп, двп

пеностекло

рубероид

полиэтилен

линолеум
Таблица опровергает ошибочные представления о дышащих стенах. Количество пара, выходящего через стены, ничтожно мало. Основной пар выносится с потоками воздуха при проветривании или с помощью вентиляции.

Важное значение таблицы паропроницаемости материалов

Коэффициент паропроницаемости является важным параметром, который используется для расчета толщины слоя утеплительных материалов. От правильности полученных результатов зависит качество утепления всей конструкции.

Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Таблица паропроницаемости строительных материалов

Информацию по паропроницаемости я собрал, скомпоновав несколько источников. По сайтам гуляет одна и та же табличка с одними и теми же материалами, но я её расширил, добавил современные значения паропроницаемости с сайтов производителей строительных материалов. Также я сверил значения с данными из документа «Свод правил СП 50.13330.2012» (приложение Т), добавил те, которых не было. Так что на данный момент это наиболее полная таблица.

Материал Коэффициент паропроницаемости,
мг/(м*ч*Па)
Железобетон 0,03
Бетон 0,03
Раствор цементно-песчаный (или штукатурка) 0,09
Раствор цементно-песчано-известковый (или штукатурка) 0,098
Раствор известково-песчаный с известью (или штукатурка) 0,12
Керамзитобетон, плотность 1800 кг/м3 0,09
Керамзитобетон, плотность 1000 кг/м3 0,14
Керамзитобетон, плотность 800 кг/м3 0,19
Керамзитобетон, плотность 500 кг/м3 0,30
Кирпич глиняный, кладка 0,11
Кирпич, силикатный, кладка 0,11
Кирпич керамический пустотелый (1400 кг/м3 брутто) 0,14
Кирпич керамический пустотелый (1000 кг/м3 брутто) 0,17
Крупноформатный керамический блок (тёплая керамика) 0,14
Пенобетон и газобетон, плотность 1000 кг/м3 0,11
Пенобетон и газобетон, плотность 800 кг/м3 0,14
Пенобетон и газобетон, плотность 600 кг/м3 0,17
Пенобетон и газобетон, плотность 400 кг/м3 0,23
Плиты фибролитовые и арболит, 500-450 кг/м3 0,11 (СП)
Плиты фибролитовые и арболит, 400 кг/м3 0,26 (СП)
Арболит, 800 кг/м3 0,11
Арболит, 600 кг/м3 0,18
Арболит, 300 кг/м3 0,30
Гранит, гнейс, базальт 0,008
Мрамор 0,008
Известняк, 2000 кг/м3 0,06
Известняк, 1800 кг/м3 0,075
Известняк, 1600 кг/м3 0,09
Известняк, 1400 кг/м3 0,11
Сосна, ель поперек волокон 0,06
Сосна, ель вдоль волокон 0,32
Дуб поперек волокон 0,05
Дуб вдоль волокон 0,30
Фанера клееная 0,02
ДСП и ДВП, 1000-800 кг/м3 0,12
ДСП и ДВП, 600 кг/м3 0,13
ДСП и ДВП, 400 кг/м3 0,19
ДСП и ДВП, 200 кг/м3 0,24
Пакля 0,49
Гипсокартон 0,075
Плиты из гипса (гипсоплиты), 1350 кг/м3 0,098
Плиты из гипса (гипсоплиты), 1100 кг/м3 0,11
Минвата, каменная, 180 кг/м3 0,3
Минвата, каменная, 140-175 кг/м3 0,32
Минвата, каменная, 40-60 кг/м3 0,35
Минвата, каменная, 25-50 кг/м3 0,37
Минвата, стеклянная, 85-75 кг/м3 0,5
Минвата, стеклянная, 60-45 кг/м3 0,51
Минвата, стеклянная, 35-30 кг/м3 0,52
Минвата, стеклянная, 20 кг/м3 0,53
Минвата, стеклянная, 17-15 кг/м3 0,54
Пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS) 0,005 (СП); 0,013; 0,004 (???)
Пенополистирол (пенопласт), плита, плотность от 10 до 38 кг/м3 0,05 (СП)
Пенополистирол, плита 0,023 (???)
Эковата целлюлозная 0,30; 0,67
Пенополиуретан, плотность 80 кг/м3 0,05
Пенополиуретан, плотность 60 кг/м3 0,05
Пенополиуретан, плотность 40 кг/м3 0,05
Пенополиуретан, плотность 32 кг/м3 0,05
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 800 кг/м3 0,21
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 600 кг/м3 0,23
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 500 кг/м3 0,23
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 450 кг/м3 0,235
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 400 кг/м3 0,24
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 350 кг/м3 0,245
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 300 кг/м3 0,25
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 250 кг/м3 0,26
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 200 кг/м3 0,26; 0,27 (СП)
Песок 0,17
Битум 0,008
Полиуретановая мастика 0,00023
Полимочевина 0,00023
Вспененный синтетический каучук 0,003
Рубероид, пергамин 0 - 0,001
Полиэтилен 0,00002
Асфальтобетон 0,008
Линолеум (ПВХ, т.е. ненатуральный) 0,002
Сталь 0
Алюминий 0
Медь 0
Стекло 0
Пеностекло блочное 0 (редко 0,02)
Пеностекло насыпное, плотность 400 кг/м3 0,02
Пеностекло насыпное, плотность 200 кг/м3 0,03
Плитка (кафель) керамическая глазурованная ≈ 0 (???)
Плитка клинкерная низкая (???); 0,018 (???)
Керамогранит низкая (???)
ОСП (OSB-3, OSB-4) 0,0033-0,0040 (???)

Узнать и указать в этой таблице паропроницаемость всех видов материалов трудно, производителями создано огромное количество разнообразных штукатурок, отделочных материалов. И, к сожалению, многие производители не указывают на своей продукции такую важную характеристику как паропроницаемость.

Например, определяя значение для теплой керамики (позиция «Крупноформатный керамический блок»), я изучил практически все сайты производителей этого вида кирпича, и только лишь у некоторых из них в характеристиках камня была указана паропроницаемость.

Также у разных производителей разные значения паропроницаемости. Например, у большинства пеностекольных блоков она нулевая, но у некоторых производителей стоит значение «0 - 0,02».

Показаны 25 последних комментариев. Показать все комментарии (63).
























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.

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.