3.11. Увлажнение многослойных паропроницаемых стенКотлы / Дачные бани и печи. Принципы конструирования / 3. Изолирующий модуль / 3.11. Увлажнение многослойных паропроницаемых стенСтраница 1
В настоящее время в банях уже редко встречаются однослойные (то есть выполненные из одного материала) стены (бревенчатые, брусовые, кирпичные, пенобетонные). Чаще всего причиной многослойности стен является применение утеплителей. Ввиду великого множества возможных вариантов, рассмотрим лишь два наиболее простых и часто встречающихся случая двухслойной стены, состоящей из слоя теплоизолирующего («тёплого») материала и из слоя хорошо проводящего тепло («холодного») материала (рис. 27). В качестве «холодного» материала примем древесину (брус) с коэффициентом теплопроводности 0,15 Вт/м град и коэффициентом паропроницаемости 0,06 мг/м час Па. В роли «тёплого» материала будет выступать паропроницаемая плита из минваты с коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/м град и коэффициентом паропроницаемости 0,6 мг/м час Па, а также плохопаропроницаемая плита из пенопласта (пенополистирола ПСБ) с коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/м град и коэффициентом паропроницаемости 0,06 мг/м час Па (близким к паропроницаемости древесины). Конвективную составляющую паропереноса учитывать не будем, предполагая, что предусмотрена ветрозащита из воздухонепроницаемых (но хорошо проводящих тепло и пар) мембран по обеим сторонам стены. Для определённости примем перепад температуры на стенах бани равным 100 °С, при этом температура внешней (наружной) стороны стены составляет минус 20 °С, а внутренней стороны стены плюс 80 °С. Толщины слоев древесины и утеплителя примем равными, при этом качественные результаты анализа процессов конденсации не будут зависеть от толщины слоев, хотя чем толще слои, тем меньше кондуктивные потери тепла (то есть потоки тепла за счёт теплопроводности). Так, при толщине слоев древесины и утеплителя по 5 см (общая толщина стены 10 см) тепловые потери через стены составят 75 Вт/м2, в то время как деревянной стене толщиной 10 см соответствовали бы потери в этих условиях 150 Вт/м2, а толщине стены 10 см полностью из утеплителя - 50 Вт/м2.
Из рисунка 27 следует, что конденсация водяных паров во всех случаях начинается именно внутри утеплителя. Это удивительный и очень важный факт, он имеет место и в случае жилых помещений (рис. 28).
Если древесина расположена изнутри, то в рассматривающихся случаях она всегда остаётся сухой, при этом пароизоляция внутренней стороны стены не требуется. Но если пенопласт будет паронепроницаемым (например, экструзионной марки), то зимой в морозы можно ожидать увлажнения стыка древесины с пенопластом., и пароизоляция внутренней стороны стены станет необходимой (даже несмотря на полную ветронепродуваемость стены).
Если древесина расположена снаружи, то увлажнение особенно неприятно, поскольку оно начинается именно внутри утеплителя и распространяется на всю древесину. Напомним, что пароизоляцию во встроенных банях используют не только для защиты утеплителя, но и для защиты от увлажнения всего жилого дома.
Конденсация наступает в точках росы, указанных на рисунках 27 и 28 чёрными каплями. Конденсация резко снижает абсолютную влажность внутри стены, распределение которой приобретает вид (1диф* (одинаковый для минваты и пенопласта). При этом диффузионный поток пара внутри утеплителя резко увеличивается (из-за увеличения перепадов абсолютных влажностей) и составит очень большую величину 80 г/м2 час для минваты и 8 г/м2 час для пенопласта, в то время как внутри древесины он составит всего 0,4 г/м2 час (и для минваты, и для пенопласта). Это значит, что конденсат со скоростью 80 г/м2 час будет выделяться именно на внешней стороне утеплителя (на границе древесины и утеплителя). Древесина, являясь «холодным» материалом, как бы захолаживает утеплитель и заставляет его буквально «засасывать» пар и конденсирует его. Так, перенос минваты с внешней стороны деревянной стены на внутреннюю повышает «засасываемость» пара стеной чуть ли не в десять раз. Всё это свидетельствует о том, что утеплитель, располагаемый на внутренней стороне стены, необходимо пароизолировать в обязательном порядке, а зазор между древесиной и утеплителем оснащать продухами для просушки в аварийных ситуациях. Иными словами, утеплитель, располагаемый на внутренней стороне стены, желательно выбирать паронепроницаемым. К сожалению весьма дорогостоящие, но всё же, в какой-то степени доступные рядовому дачнику паронепроницаемые утеплители (экструзионный пенополистирол и пенополиэтилен) имеют низкие рабочие температуры (менее 70°С, кратковременно до 100°С). Но в скором будущем ситуация может измениться ввиду расширения выпуска и снижения стоимости пеностекла (Роаггаз), термостойкой пенорезины (АгтасеП, Агтапех), сотового поликарбоната и полиэтилентерефталата и др.