Паропроницаемость строительных материалов. Воздухопроницаемость строительных материалов

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).
























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 -

Паропроницаемость материала выражена в его способности пропускать водяной пар. Данное свойство противостоять проникновению пара или позволять ему проходить сквозь материал определяется уровнем коэффициента паропроницаемости, который обозначается µ. Это значение, которое звучит как «мю», выступает в качестве относительной величины сопротивления переносу пара в сравнении с характеристиками сопротивления воздуха.

Существует таблица, которая отражает способность материала к паропереносу, ее можно увидеть на рис. 1. Таким образом, значение мю для минеральной ваты равно 1, это указывает на то, что она способна пропускать водяной пар так же хорошо, как и сам воздух. Тогда как это значение для газобетона равно 10, это означает, что он справляется с проведением пара в 10 раз хуже воздуха. Если показатель мю умножить на толщину слоя, выраженную в метрах, это позволит получить равную по уровню паропроницаемости толщину воздуха Sd (м).

Из таблицы видно, что для каждой позиции показатель паропроницаемости указан при разном состоянии. Если заглянуть в СНиП, то можно увидеть расчетные данные показателя мю при отношении влаги в теле материала, приравненном к нулю.

Рисунок 1. Таблица паропроницаемости стройматериалов

По этой причине при приобретении товаров, которые предполагается использовать в процессе дачного строительства, предпочтительнее брать в расчет международные стандарты ISO, так как они определяют показатель мю в сухом состоянии, при уровне влажности не более 70% и показателе влажности более 70%.

При выборе строительных материалов, которые лягут в основу многослойной конструкции, показатель мю слоев, находящихся изнутри, должен быть ниже, в противном случае со временем внутри расположенные слои станут намокать, вследствие этого они потеряют свои теплоизоляционные качества.

При создании ограждающих конструкций нужно позаботиться об их нормальном функционировании. Для этого следует придерживаться принципа, который гласит, что уровень мю материала, который расположен в наружном слое, должен в 5 раз или больше превышать упомянутый показатель материала, находящегося во внутреннем слое.

Механизм паропроницаемости

При условиях незначительной относительной влажности частички влаги, которые содержатся в атмосфере, проникают сквозь поры строительных материалов, оказываясь там в виде молекул пара. В момент увеличения уровня относительной влажности поры слоев накапливают воду, что становится причиной намокания и капиллярного подсоса.

В момент повышения уровня влажности слоя его показатель мю увеличивается, таким образом, уровень сопротивления паропроницаемости снижается.

Показатели паропроницаемости неувлажненных материалов применимы в условиях внутренних конструкций построек, которые имеют отопление. А вот уровни паропроницаемости увлажненных материалов применимы для любых конструкций построек, которые не отапливаются.

Уровни паропроницаемости, которые являются частью наших норм, не во всех случаях эквивалентны показателям, которые принадлежат к международным стандартам. Так, в отечественных СНиП уровень мю керамзито- и шлакобетона почти не отличается, тогда как по международным стандартам данные отличаются между собой в 5 раз. Уровни паропроницаемости ГКЛ и шлакобетона в отечественных нормах практически одинаковы, а в международных стандартах данные отличаются в 3 раза.

Существуют различные способы определения уровня паропроницаемости, что касается мембран, то можно выделить следующие способы:

  1. Американский тест с установленной вертикально чашей.
  2. Американский тест с перевернутой чашей.
  3. Японский тест с вертикальной чашей.
  4. Японский тест с перевернутой чашей и влагопоглотителем.
  5. Американский тест с вертикальной чашей.

В японском тесте используется сухой влагопоглотитель, который расположен под тестируемым материалом. Во всех тестах используется уплотнительный элемент.

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 -
  • за счет теплопроводности материалов ограждающих конструкций (стен, окон, дверей, перекрытий);
  • через конвекцию — перенос тепла потоками воздуха, проходящими через дом (при движение холодного воздуха снаружи в дом и нагретого обратно, из дома на улицу).

За счет этих двух процессов теряется практически вся энергия, поступающая в дом.

Частные застройщики, как правило, уделяют основное внимание утеплению дома путем снижения теплопроводности ограждающих конструкций. Каждый хорошо знает, что увеличивая толщину и эффективность теплоизоляции стен и перекрытий, можно уменьшить потери тепла.

Утепление дома этим методом широко освещается в статьях и обсуждается на форумах Интернета. Серию статей, посвященных утеплению стен и перекрытий частного дома Вы найдете и в этом блоге, например

Заметно меньше внимания частные застройщики обращают на снижение теплопотерь через конвекцию. Многие не знают, что при перемещении воздуха, из дома может уносится до 40% всей энергии.

Воздух может проникать и покидать дом различными путями.

Различают организованное, контролируемое движение воздуха в доме — это система вентиляции, и неконтролируемые пути — это инфильтрация (поступление) и эксфильтрация (удаление) воздуха через материалы и конструкции.

Вентиляция в теплом доме

Хочу лишь еще раз обратить внимание на то, что застройщики в подавляющем большинстве до сих пор используют простейшую Систему, в которой не предусмотрен организованный приток воздуха, отсутствуют специальные устройства для подачи воздуха в дом, а самое главное — нет возможности контроля и регулирования количества подаваемого и удаляемого из помещений воздуха.

В результате, нередко в доме повышенная влажность воздуха, выпадает конденсат на окнах и в других местах, появляется грибок и плесень. Обычно, это говорит о том, что вентиляция не справляется со своей задачей — удалять, выделяемые в воздух помещения, загрязнения и избыточную влагу. Количество уходящего через вентиляцию воздуха явно недостаточно.

В других домах зимой чаще наоборот, воздух очень сухой с относительной влажностью менее 30% (комфортная влажность 40-60%). Это свидетельствует о том, что через вентиляцию уходит слишком много воздуха. Поступающий в дом морозный сухой воздух не успевает насытиться влагой и сразу уходит в вентканал. А с воздухом уходит и тепло . Получаем дискомфорт микроклимата помещений и потери тепла.

Интересно то, что традиционные для России дома со стенами из бревна или бруса не имеют специальных устройств для вентиляции.

Вентиляция помещений в таких домах происходит за счет неконтролируемой воздухопроницаемости стен, перекрытий и окон, а также в результате перемещения воздуха через дымоход при топке печи.

Многие считают высокую воздухопроницаемость деревянных стен достоинством — стены «дышат». По их мнению в деревянном доме легче дышать, комфортнее микроклимат. Действительно, большая воздухопроницаемость деревянного дома увеличивает воздухообмен в доме, снижает влажность. Но такая вентиляция деревянного дома совершенно неуправляемая. Расплачиваться за этот «комфорт» приходится высокими теплопотерями через конвекцию.

В конструкциях современного деревянного дома все чаще применяют различные способы герметизации — машинное профилирование сопрягаемых поверхностей бревен и брусьев, герметики для межвенцовых швов, паронепроницаемые и ветрозащитные пленки в перекрытиях, герметичные окна. Все чаще стены деревянного дома закрывают утеплителем. В комнатах, как правило, нет печей. Система вентиляции в таких домах просто необходима.

Теплый дом должен иметь более совершенную

Воздухопроницаемость, продуваемость теплого дома

Не организованное и не контролируемое движение воздуха через материалы и конструкции дома, а проще говоря продуваемость оболочки дома, в строительстве характеризуется термином и показателем «воздухопроницаемостью».

Воздухопроницаемость — это количество воздуха, которое проходит через образец материала определенного размера в единицу времени при разности давлений на его противоположных сторонах. Обратная величина, говорящая о способности материала препятствовать движению воздуха, называется сопротивлением воздухопроницанию.

Воздухопроницаемость строительных конструкций определяется воздухопроницаемостью составляющих эту конструкцию материалов и сопряжений между ними. Например, воздухопроницаемость кирпичной стены складывается из воздухопроницаемостей кирпича, раствора и примыкания раствора к кирпичу.

Воздухопроницаемость всего здания, как единого целого, зависит от воздухопроницаемости ограждающих конструкций внешней оболочки дома.

Как воздухопроницаемость влияет на тепловые потери дома? А примерно также, как в одежде. Если пальто продувает, задувает в рукава, поддувает снизу и сверху, то тепло не будет, какой бы толстой не была подкладка. Так, увеличение толщины и эффективности утеплителей в стенах и перекрытиях окажется бесполезным , если не обеспечена минимальная воздухопроницаемость дома.

Кроме того, в зимнее время при истечении изнутри наружу через неплотности ограждения дома теплого воздуха с водяными парами, происходит конденсация и накопление влаги в строительных конструкциях. Влагонакопление ведет к увеличению теплопроводности и снижению долговечности строительных конструкций дома.

Минимальная воздухопроницаемость оболочки здания — необходимое условие для того, чтобы сделать дом теплым. Чем меньше воздухопроницаемость дома — тем лучше. Но обеспечение высокой герметичности конструкций стоит недешево. Поэтому, строительные нормы ограничивают верхний предел воздухопроницаемости зданий на компромиссном уровне — чтобы было не очень дорого и обеспечивался установленный нормами уровень теплопотерь здания.

При проектировании дома воздухопроницаемость отдельных элементов и дома в целом определяют расчетами, добиваясь того, чтобы сопротивление воздухопроницанию укладывалось в установленные нормы.

Измерение воздухопроницаемости частного дома

Аэродверь

По окончании строительства воздухопроницаемость дома можно измерить с помощью устройства Аэродверь , см. рис.

Аэродверь ставится на место входной двери дома. Все вентиляционные отверстия и дымоходы в доме герметично заклеиваются, окна и форточки закрываются.

Вентилятор аэродвери нагнетает воздух в дом до определенного давления и постоянно поддерживает его. При разности давлений наружного и внутреннего воздуха 50 Па . определяют кратность воздухообмена в отапливаемой части дома.

Кратность воздухообмена — это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение 1 часа воздух в помещении полностью заменяется на новый.

В теплом доме кратность воздухообмена при проверке на герметичность должна быть меньше 0,6 ед/час .

Воздухопроницаемость (продуваемость) — одна из основных характеристик качества теплого дома.

Как найти дефекты герметизации наружных стен и других ограждений дома

Если при измерении воздухопроницаемости дома обнаружилось, что кратность воздухообмена выше нормы, то ищут места негерметичности в ограждении дома. Чаще всего это места стыка конструкций из разных материалов, дверные или оконные проемы, места прохода коммуникаций.

Для поиска мест негерметичности в ограждениях дома включают вентилятор аэродвери на откачку воздуха из дома — в доме создают вакуум в 50 кПа. , что соответствует давлению ветра 5 м/сек. С помощью ручного электронного анемометра измеряют скорость движения воздуха вблизи опасных мест подсоса наружного воздуха. Герметизации подлежат все места подсоса, где скорость движения воздуха превышает 2 м/с.

Для поиска мест утечек тепла удобно использовать инфракрасные термографические камеры — тепловизоры. На снимке фасада или других элементов снаружи и внутри дома, сделанном с помощью тепловизора, легко определить места утечек тепла через негерметичные конструкции и через мостики холода.

Как уменьшить воздухопроницаемость ограждающих конструкций дома

Разность давлений, которая служит причиной движения воздуха через конструкции дома, создается во первых, давлением ветра, и, во вторых, обусловлена разностью температур наружного воздуха и воздуха внутри помещений. Холодный — тяжелый уличный воздух вытесняет, выталкивает теплый — легкий воздух из помещений.

Чтобы сделать дом теплым необходимо вокруг отапливаемой части дома создать две оболочки.

Одну оболочку — с высоким сопротивлением теплопередаче, используя в ограждающих конструкциях материалы с низкой теплопроводностью.

Другую — с большим сопротивлением воздухопроницанию. Можно конечно совместить эти свойства и в одной оболочке, если получится.

Для снижения воздухопроницаемости конструкций дома необходимо:

Помните, маленькие струйки тепла через дефекты герметизации легко и незаметно превращаются в реки теплопотерь, которые долгие годы придется Вам оплачивать.

Следующая статья:

Предыдущая статья:

Выберите тип вентиляции для своего дома