Научный подход к теме «дышащих стен»

Выражение «дышащие стены», которое так часто сейчас используют многие производители строительных материалов, рекламируя свою продукцию, возможно трактовать с точки зрения двух различных характеристик ограждающих конструкций. Во-первых, с точки зрения воздухопроницаемости – тогда под «дышащими» предполагаются стены, обеспечивающие воздухообмен в помещении, а во-вторых, с точки зрения сопротивления паропроницанию – тогда подразумевается отсутствие влагонакопления внутри и отсутствие конденсата на поверхности ограждающей конструкции. Настоящая статья посвящена анализу данных определений «дышащих стен» в части удовлетворения требованиям действующего СНиП «Тепловая защита зданий» [1]. Рассмотрим вначале трактовку с точки зрения воздухопроницаемости. Первые исследования в этой области были проведены немецким ученым врачем-гигиенистом Максом фон Петтенкофером (1818-1901).

Данные исследования включали многочисленные эксперименты над конструкциями с учетом влияния человека на атмосферу внутри помещения. Результатом данных трудов стало создание научных основ вентиляции и установление норм по воздухообмену в помещении. В дальнейшем русский ученый Р. Е. Брилинг развил данные наработки, а результаты его исследований вошли в СНиП «Тепловая защита зданий» в раздел «Воздухопроницаемость ограждающих конструкций». По  современным нормам одному человеку в помещении необходимо 60 м3 воздуха в час. Согласно таблицы 9 раздела 9 СНиП «Тепловая защита зданий» [1] через 1 м2 наружной стены в расчетных условиях может проходить не более 0,5 кг воздуха в час, т. е. учитывая плотность воздуха при нормальных условиях (≈1,2 кг/ м3), получается примерно 0,4 м3 воздуха через 1 м2 стены. Таким образом, ни одна ограждающая конструкция, удовлетворяющая требованиям СНиП, не может обеспечить достаточного воздухообмена в помещении.

Подобный вывод, касающийся воздухопроницаемости конструкции возможно сделать и без сложных вычислений. Однако при анализе конструкций с точки зрения сопротивления паропроницанию не обойтись без специальных методик.  С 30-х годов XX века известны нестационарные методы расчета влажностного режима ограждающих конструкций зданий, а в 1984 году НИИ Строительной физики выпустило Руководство по такому расчету [2]. Защите от переувлажнения конструкций посвящен восьмой раздел СНиП «Тепловая защита зданий» [1]. В него включена наиболее точная методика расчета влажностного режима в стационарных условиях.

 Таким образом, имеется возможность рассчитать любую ограждающую конструкцию при разных условиях эксплуатации с точки зрения сопротивления паропроницанию и убедиться в достаточности влагоудаления из помещения, а не ограничиваться рассуждениями. В последнее время в околостроительных кругах часто говориться о том, что стены с утеплителем из экструдированного пенополистирола «не дышат» (здесь как раз и предполагается отсутствие должного влагоудаления из помещения).   Поэтому вторая часть настоящей статьи посвящена расчету защиты от переувлажнения основных вариантов конструкций стен с применением утеплителя из экструдированного пенополистирола «ПЕНОПЛЭКС Стена» и удовлетворению требований СНиП «Тепловая защита зданий» в основных климатических зонах строительства России.   Типовые ограждающие конструкции с применением плит из экструдированного пенополистирола  представлены на рис. 1, 2, 3. Составы стен с толщинами слоев и теплотехническими характеристиками материалов сведены соответственно в табл.

1, 2 и 3. Теплотехнические показатели взяты из Приложения Т актуализированной редакции СНиП 23-02-2003 [1], а так же по данным экспериментов, проведенных в НИИСФ РААСН. Отдельно в табл. 4 вынесены толщины утеплителя в различных городах строительства для удовлетворения требований СНиП в части теплозащиты. Рис. 1. (газобетон – ПЕНОПЛЭКС Стена – тонкослойная штукатурка). Табл. 1. Состав стены (конструкция №1). Рис. 2. (кирпич – ПЕНОПЛЭКС Стена – тонкослойная штукатурка). Табл.

2. Состав стены (конструкция №2). Рис. 3. (кирпич – ПЕНОПЛЭКС Стена – защитно-декоративная кладка). Табл. 3. Состав стены (конструкция №3). Табл. 4. Толщина слоя утеплителя, δут, м, В табл.

5 сведены все необходимые для расчета по методике из восьмого раздела «Защита от переувлажнения ограждающих конструкций» актуализированной редакции СНиП 23-02-2003 [1]  климатические параметры различных городов строительства в России, взятые из СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» [3]. Влажностный режим внутри помещения для всех вариантов принят нормальным, отсюда следует выбор условий эксплуатации в зависимости от зоны влажности строительства, согласно табл. 2 СНиП 23-02-2003 [1].  Табл. 5. Нормирование защиты от переувлажнения ограждающих конструкций в актуализированной редакции СНиП 23-02-2003 [1] заключается в условии, что сопротивление паропроницанию R п, м2×ч×Па/мг, в пределах от внутренней поверхности до плоскости максимального увлажнения должно быть не менее наибольшего из требуемых значений: требуемого сопротивления паропроницанию  из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха. Промежуточными операциями при расчете нормируемых показателей являются расчет координаты плоскости максимального увлажнения в конструкции, x м. у. (считается от внутренней поверхности стены), температуры в этой плоскости при температуре наружного воздуха равной средней температуре периода с отрицательными температурами, t м. у. , условного сопротивления теплопередаче конструкции, , м2·оС/Вт. Все эти показатели сведены для трех вариантов конструкций, описанных выше, и различных городов строительства соответственно в табл. 6, 7 и 8. Табл. 6. Результаты расчетов для конструкции №1. Плоскость максимального увлажнения для первого варианта конструкции находится между слоем газобетона и утеплителя.

Отрицательные значения  означают, что в конструкции не происходит накопления влаги за годовой период эксплуатации. Как видно из табл. 6 для всех городов строительства выполнено условие, что сопротивление паропроницанию больше требуемых значений, следовательно, конструкция №1 удовлетворяет требованиям СНиП в части защиты от переувлажнения. Табл. 7. Результаты расчетов для конструкции №2. Табл. 8. Результаты расчетов для конструкции №3. В г. Краснодар плоскостью максимального увлажнения в конструкции, согласно расчетам, для вариантов №2 и №3, является внешняя стена, следовательно, внутри конструкции не происходит влагонакопления. Таким образом, по анализу результатов расчетов, конструкции №2 и №3 так же удовлетворяют требованиям СНиП 23-02-2003 [1] в отношении сопротивления паропроницанию во всех рассмотренных городах строительства.

Из результатов проведенных исследований вытекает и общий вывод о том, что бытующее мнение об отсутствии «дыхания» у ограждающих конструкций с использованием в качестве утеплителя экструдированного пенополистирола является лишь рекламной уловкой, не обоснованной какими-либо научными изысканиями. Рассмотренные в статье типовые конструкции стен с таким утеплителем удовлетворяют требованиям СНиП «Тепловая защита зданий» в основных районах строительства России. Список использованных источников Свод Правил СП 50.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. - М., 1984. - 168с. Строительные нормы и правила. СНиП 23-01—99* «Строительная климатология». Автор: П. П. ПАСТУШКОВ