Физические основы использования пароизоляционных мембран
Воздухонепроницаемая изоляция — решающий параметр для эффективной работы теплоизоляции. Теплоизоляция в здании отделяет друг от друга две различные климатические зоны — внутри и снаружи помещений. Зимой в таких зданиях внутри помещений тепло, а снаружи холодно; летом, наоборот, внутри прохладнее, чем снаружи.
В обоих случаях возникает разница температур, при этом обнаруживается тенденция ее выравнивания за счет перемещения воздушных потоков. Зимой теплый воздух из здания проникает наружу через строительные конструкции. По мере того как воздух из помещения проходит через теплоизоляцию, он все больше и больше охлаждается.
Холодный воздух может вобрать в себя меньше влаги по сравнению с более теплым воздухом, поэтому влага в виде росы осаждается на теплоизоляцию.Влага может привести к значительным повреждениям строительной конструкции. Статически нагруженные строительные элементы могут сгнить, потерять несущую способность и разрушиться. Кроме того, влага способствует появлению плесени, вредной для здоровья людей.
При проектировании и возведении строительных сооружений следует обеспечить такие условия, чтобы влага не проникала в теплоизоляцию в таких объемах, которые могут привести к повреждениям, то есть поток воздуха, направленный изнутри наружу, должен быть ограничен.
Это достигается путем установки воздухонепроницаемого слоя на внутренней стороне теплоизоляции. Воздухоизолирующий слой предупреждает прохождение направленных потоков воздуха, конвекционных потоков, а воздухообмен изнутри наружу происходит путем диффузии.
Определение воздухонепроницаемой изоляции и обзор последствий в случае недостаточной ее эффективности
Под воздухонепроницаемой изоляцией понимается защита теплоизоляции в оболочке здания от проникновения влаги. Качество воздухонепроницаемости определяется отсутствием стыков. Чем больше стыков или неплотностей во внутренней оболочке здания, например, пароизоляционных систем, т. е. чем негерметичнее оболочка здания, тем хуже качество воздухонепроницаемости. Негерметичность во внутренней оболочке здания приводит к значительным проблемам с точки зрения строительной физики.
Воздух внутренних помещений, проходящий наружу сквозь неплотности в пароизоляционной системе, переносит много тепла и приводит тем самым к повышению расхода энергии на обогрев. На своем пути через теплоизоляцию теплый воздух охлаждается и конденсируется на внешних элементах строительных конструкций. Выпадающая в осадке влага может привести к появлению плесени. Неплотности во внут-ренней оболочке здания в значительной степени снижают уровень комфорта в помещениях. Кроме того, неплотности приводят к снижению уровня звукоизоляции всей конструкции.
Хорошая воздухонепроницаемая изоляция является условием для эффективной работы теплоизоляции, отсутствия возможных повреждений строительных конструкций и обеспечения комфортного климата для людей как зимой, так и летом.
Для обеспечения воздухонепроницаемой изоляции места соединения внахлест пароизоляционных систем должны быть склеены клейкими лентами, а стыки с примыкающими элементами строительных конструкций должны быть надежно загерметизированы.
Макет для определения влияния стыков в оболочке здания
Влияние недостаточной воздушной герметичности было изучено институтом Фрауенхофера строительной физики в Штутгарте (Fraunhofer Institut fьr Bauphy-sik in Stuttgart, Германия) в ходе серии опытных замеров в 1989 г., а результаты и выводы публиковались в различных специальных журналах. Измерения были произведены при разнице температуры воздуха +20 0С в помещении и –10 0Свне помещения при разнице давления 20 Па (эквивалентно силе ветра 2–3)с использованием обычного фибро-изоматериала при испытании паром со значением параметра Sd=30 м. (Измерения проводились Институтом строительной физики, Штутгарт. Источник: DBZ (Deutsche Bauzeitschrift) — немецкий строительный журнал, №12/89, стр. 1639.)
Были проверены: эффективность работы теплоизоляции (минвата толщиной 14 см— стандарт теплоизоляции в Германии в 1989 г.) и проход влаги с установленной внутри пароизоляционной системой.
Чтобы создать негерметичную систему, в середине поверхности пароизоляции были заложены пазы площадью 1 кв. м и различной толщины: 1, 3, 5 и 10 мм. Пазы располагались только лишь в пароизоляционной системе, т. е. не в теплоизоляции.
Для определения потери тепла была создана температурная разница с перепадом от +20 0C внутри помещений до –10 0C снаружи, для определения потоков влаги — разница температур от +20 0C внутри помещений до 0 0C снаружи.
Разница давлений в 10, 20, 30 и 40 Па соответствовала тем величинам, которые в самых типичных случаях могут воздействовать на оболочку дома. Разницы давлений возникают на оболочке здания как в связис термической обусловленностью своего возникновения, т. е. благодаря разнице температур в направлении изнутри (тепло) наружу (холодно), так и в связи с ветровыми условиями за счет давления ветра и разряжения в потоке воздуха. Например, в случае внешних погодных условий –10 0С и силе ветра 3 м/с или при 0 0С и силе ветра 4 м/с возникает разница давлений, равная 20 Па.
Сначала с использованием беспазовых пароизоляционных систем при различных значениях разницы давления производился замер обеих исследуемых величин — эффективности теплоизоляции и переноса влаги. После этого исследовалась конструкция с различными пазами, соответственно, с применением всех разниц давления.
При исследовании эффективности теплоизоляции на примере теплоизоляции толщиной 14 см с беспазовой пароизоляционной системой были подтверждены расчеты по замеренной величине: U=0,30 Вт/кв. м•К.
Затем были произведены замеры по теплоизоляции с пазами различной ширины и давлении.
Уже в случае самой малой ширины паза размером 1 мм и при разнице давлений 20 Пабыло зафиксировано уменьшение тепло-изоляции на коэффициент 4,8. Это означает, что при толщине теплоизоляции 14 см при самой минимальной негерметичности U=1,44 Вт/кв. м•К. Ширина пазов в 3 мм дала понижение коэффициента и он сталравен 11.
Вывод. Негерметичность на уровне слоя воздухонепроницаемой изоляции в пароизоляционной системе ведет к снижению эффективности теплоизоляции. Во много раз увеличивается потребность в энергии для отопления, а тем самым увеличивается выброс CO2.
С экономической точки зрения, в случае дефектной или отсутствующей воздушной изоляции в теплоизоляционной системе экономится намного меньше энергии, чем ожидается. Оплата потребленния энергии повсеместно растет, что приводит к плохой окупаемости инвестиций в мероприятия по установке теплоизоляции.
Продолжение в следующем номере.
| Автор: Лотар Молл Дата: 05.06.2006 Журнал Стройпрофиль 4-06 Рубрика: кровли и гидроизоляция Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |