Эффективное утепление с помощью экструзионного пенополистирола Пеностэкс

Влажностный режим строительных конструкций тесно связан с тепловым режимом. Всем известно, что влажный строительный материал, особенно теплоизоляционный, неприемлем как с гигиенической точки зрения, так и с теплотехнической. При увеличении влажности резко увеличивается коэффициент теплопроводности и, соответственно, снижается общее сопротивление теплопередаче конструкции. Влажные конструкции являются причиной образования грибка, плесени чем делают состояние помещения антисанитарным. Кроме теплотехнического и санитарно- гигиенического значения нормальный влажностный режим ограждения имеет так же и большое техническое значение, поскольку он обуславливает долговечность ограждения. Обычный керамический кирпич, являющийся долговечным материалом в стенах, имеющих нормальную влажность, разрушается за короткое время в мокрых стенах. Расчет, приведенный ниже, показывает, что конструкция, утепленная снаружи теплоизоляционным материалом, подвержена увлажнению вследствие конденсации водяного пара. Между тем нет официальных данных о долговечности увлажненных теплоизоляционных материалов.

Влажностному режиму конструкции уделяется мало внимания, хотя по СНиП II-3-79* необходимо проводить расчет конструкции на паропроницаемость. СНиП рекомендует не допускать конденсацию пара и ограничивает количество конденсирующейся воды. Если эти условия не выполняются, то необходимо устанавливать пароизоляционные мембраны.

Мнение о том, что стены "дышат" как правило ошибочно. По существующей нормативной документации и по самой логике физического процесса ограждающая конструкция должна быть максимально защищена от проникновения в зону конденсации парообразной влаги, а нивелирование уровня влаги в помещении достигается за счет процессов сорбции (поглощения) и десорбции (отдачи) парообразной влаги материалом. Для строительных материалов предел сорбционного увлажнения колеблется в широких пределах. При 00С наименьший предел сорбционного увлажнения имеет минеральная вата w0=0,13%, а наибольший- древесина w0=15,7%. Именно поэтому говорят, что древесина "дышит", а вовсе не потому, что сквозь нее проходит пар. Дерево способно поглощать излишнюю влагу при повышенной влажности и отдавать ее при пониженной, создавая, тем самым, наиболее благоприятные условия с гигиенической точки зрения. Кстати говоря, по данным СП 23-101-2000 коэффициенты паропроницаемости древесины и пенополаста ПСБ-С практически не отличаются (0,06 мг/м.ч.Па и 0,05 мг/м.ч.Па соответственно).

Влажность воздуха в помещении обусловлена следующими причинами:

1.                      человек при работе выделяет с поверхности кожи и при дыхании 80- 130 грамм воды в сутки;

2.                      приготовление пиши, стирка и сушка белья, мытье полов. При этом выделение влаги может быть настолько значительным, что резко повышает влажность воздуха намного выше нормальной;

3.                      влажность ограждающих конструкций- обычно в первый год после окончания строительства испарение влаги с внутренних поверхностей ограждения повышает влажность внутреннего воздуха;

4.                      технологическими процессами.

Используя стандартную методику (К. Ф. Фокин «Строительная теплотехника ограждающих конструкций») можно произвести расчет количества влаги, проникающей до места конденсации и скапливающейся в ограждающей конструкции.

Возьмем в качестве исходных данных следующее:

Относительная влажность воздуха в помещении j=40%;

Температура воздуха в помещении tв=200С;

Относительная влажность наружного воздуха j=60%;

Температура наружного воздуха tн=-300С.

Стена из керамического кирпича толщиной 0,51 м (lА=0,58 Вт/(м . 0С), m=0,14 мг/м.ч.Па) утепляется минеральной ватой толщиной 0,1 м (lА=0,042 Вт/(м . 0С), m=0,51 мг/м.ч.Па). Оштукатуривается полимерной штукатуркой толщиной 0,008 м ((lА=0,76 Вт/(м . 0С), ), m=0,51 мг/м.ч.Па)).

Характеристики материалов приняты по СП 23-101-2000.

Сопротивление теплопередаче стены:

Rсущ=1/8,7+0,51/0,58+0,1/0,042+0,008/0,76+1/23=3,42 м2 . 0С/Вт.

Коэффициент теплопередачи:

k= 1/ Rсущ=1/3,42= 0,29 Вт/ м2 . 0С.

Сопротивление паропроницанию конструкции:

Rоп=0,51/0,14+0,1/0,51+0,008/0,09=3,93 м2 .ч.Па/ мг.

Вычислим удельный тепловой поток, проходящий сквозь конструкцию стены

q= k(tв - tн)=0,29( 20+30)=14,5 Вт/м2.

Температура внутренней поверхности ограждения:

t=tв- q(1/aв)=20-14,5(1/8,7)=18,30С.

Температура ограждения между утеплителем и кирпичной кладкой:

t=tв- q(1/aв+R1)=20-14,5(1/8,7+0,51/0,58)=5,60С.

Температура ограждения между утеплителем и штукатуркой:

t=tв- q(1/aв+R1+ R2)=20-14,5(1/8,7+0,51/0,58+0,1/0,042)=-27,80С.

Температура наружной поверхности штукатурки:

t=tв- q(1/aв+R1+ R2)=20-14,5(1/8,7+0,51/0,58+0,1/0,042+0,008/0,76)=-29,10С.

Упругость водяного пара в помещении:

eв= E(j/100)=2338(40/100)=935,2 Па.

Упругость водяного пара на улице:

ен= E(j/100)=165(60/100)=38 Па.

Определим упругость водяного пара на каждом слое конструкции.

Упругость пара на внутренней поверхности стены:

e1=935,2 Па

Упругость пара на поверхности между кирпичной кладкой и утеплителем:

e1= eв- ((eв- eн)/Rоп).SRп=935,2-((935,2-38)/3,93 . (0,51/0,14)=103,6

Упругость пара на поверхности между утеплителем и штукатуркой:

e1= eв- ((eв- eн)/Rоп).SRп=935,2-((935,2-38)/3,93 . (0,51/0,14+0,1/0,51)=59,4

Упругость пара на наружней поверхности штукатурки:

e1= eв- ((eв- eн)/Rоп).SRп=935,2-((935,2-38)/3,93 . (0,51/0,14+0,1/0,51+0,008/0,51)=55,2

На рис. 1 показаны температурный и влажностный режимы конструкции. Пересечение графиков упругости насыщенного водяного пара Е и реального водяного пара указывает на конденсацию влаги.

Количество водяного пара, проходящего сквозь стену до зоны конденсации

P=(eв-eк)FZm/d,

где

eв, eн- упругости водяного пара с внутренней и наружной стороны ограждения;

F- площадь ограждающей конструкции;

Z- количество часов;

m- коэффициент паропроницаемости;

d- расстояние до места конденсации.

Таким образом, через 1 м2 стены за 1 час проходит и конденсируется следующее количество воды.

Несмотря на то, что исходя из расчета в 1 м2 утеплителя за сутки скапливается примерно 117 грамм воды, процесса накопления влаги и разрушения конструкций с фасадным утеплением в явном виде не наблюдается. Очевидно это происходит благодаря тому, что в качестве исходных характеристик взяты крайние значения. При более мягких условиях эксплуатации процесс накопления влаги не столь очевиден, однако он имеет место быть и несомненно снижает работоспособность и долговечность конструкций.

При использовании в качестве утеплителя материала с коэффициентом паропроницаемости как у плит «Пеностэкс», конденсации влаги в конструкции стены не наблюдается. Это объясняется тем, что упругость водяного пара будет меньше упругости насыщенного водяного пара по всей толще стены. Такой режим более благоприятен с гигиенической, теплотехнической и технической точки зрения.

В то же время на внутренней стороне плит Пеностэкс не образуется конденсат, так как поверхность плит в данном слое имеет температуру +200С, при которой образование конденсата невозможно.

Именно поэтому теплоизоляционный материал Пеностэкс является наиболее эффективным утеплителем.